Deposição de resíduos vegetais, matéria orgânica leve, estoques de Carbono e Nitrogênio e Fósforo remanescente sob diferentes sistemas de manejo no cerrado Goiano

O sistema plantio direto (SPD), em função de seu tempo de estabelecimento, pode promover aumento na quantidade de resíduos vegetais adicionados à superfície do solo e, consequentemente, modificações nos seus atributos químicos e físicos. O trabalho teve por objetivo quantificar a deposição de resíduos vegetais na superfície do solo (RVS) e as modificações nos teores de matéria orgânica leve (MOL), nos estoques de carbono e nitrogênio, nos teores de fósforo remanescente (Prem) e nos atributos físicos do solo - densidade de partículas (Dp), densidade do solo (Ds) e volume total de poros (VTP) -, bem como avaliar a origem do carbono por meio de técnicas isotópicas (13C). Para isso, em Montividiu (GO) foram selecionadas áreas sob SPD com diferentes tempos de implantação: SPD com três anos de implantação (SPD3), SPD com 15 anos de implantação (SPD15) e SPD com 20 anos de implantação (SPD20), as quais foram comparadas a uma área de Cerrado nativo stricto sensu (CE) e a uma área de pastagem plantada de Brachiaria decumbens (PA). Em cada uma das áreas, foram coletadas amostras nas profundidades de 0-5, 5-10 e 10-20 cm. O solo das áreas de estudo foi classificado como Latossolo Vermelho distroférrico. O delineamento utilizado foi inteiramente casualizado. Foi observado aumento nos teores de RVS, MOL, VTP, Prem, C e N em função do tempo de implantação do SPD. A área de SPD com 20 anos apresentou maiores valores de C e N e valores semelhantes de Ds e MOL, em relação ao CE. As análises de 13C demonstraram que as leguminosas estão contribuindo de forma significativa para a composição da matéria orgância nas áreas sob SPD. Nas áreas sob SPD, verificou-se aumento dos valores de estoque de C e de N em função do tempo de implantação em todas as profundidades analisadas; as áreas SPD15 e SPD20 apresentaram nas camadas superficiais valores semelhantes e, ou, superiores aos da área de CE. A área de PA apresentou os piores valores dos atributos analisados, demonstrando estar em estádio mais avançado de degradação.

Frações de carbono em topossequências de solos sob eucalipto com diferentes históricos de uso

No Brasil, boa parte dos plantios florestais tem sido realizada em solos que apresentam algum grau de degradação física, química ou biológica. A proteção ao solo fornecida pelas árvores, em função da deposição de serapilheira, constitui um dos processos de recuperação de áreas degradadas, e, como a matéria orgânica está relacionada com muitos dos atributos físicos, químicos e biológicos do solo, ela se caracteriza como um fator-chave na manutenção da qualidade ambiental de sistemas florestais. Assim, objetivou-se neste trabalho caracterizar frações da matéria orgânica em solos sob cultivo mínimo de eucalipto com diferentes históricos de uso e posições na paisagem. O estudo foi realizado em três hortos florestais (HFs): Terra Dura, Canafístula e Sanga das Pedras, cultivados com eucalipto no Estado do Rio Grande do Sul. Os solos foram amostrados nas profundidades de 0-5, 5-20 e 20-40 cm. Na profundidade de 0-5 cm, a maioria dos Argissolos dos HFs estudados apresentou teores de carbono orgânico (CO) superiores aos de matas nativas adjacentes. Nas áreas cultivadas, há maior armazenamento de CO no HF Canafístula, sendo notados, em geral, menores teores de CO no terço inferior da encosta em relação às outras posições das topossequências avaliadas. O índice de humificação, em geral, é maior nas áreas de mata em comparação às áreas cultivadas; contudo, ele varia em função da profundidade do solo, da posição amostrada na topossequência e do HF avaliado. Nas profundidades de 0-5 e 5-20 cm, a abundância natural de 13C dos HFs é similar à das áreas de mata nativa, porém há maior teor de 13C na camada mais profunda dos solos cultivados, o que sinaliza para a contribuição à matéria orgânica do solo (MOS) de C oriundo das pastagens que antecederam o eucalipto.

Composição lignocelulósica e isótopica da vegetação e da matéria orgânica do solo de uma turfeira tropical: I - composição florística, fitomassa e acúmulo de carbono

A matéria orgânica do solo (MOS) é um dos grandes reservatórios de carbono (C) da Terra e constitui um dos principais componentes do ciclo do C. Turfeiras, ambientes acumuladores de MOS, são produto da decomposição de vegetais, que se desenvolvem e se acumulam em ambientes saturados com água, sendo o estádio inicial da sequência de carbonificação. A fitomassa participa de forma marcante no ciclo global do C, armazenando em torno de 85 % de todo o C terrestre acima do solo. O tecido vegetal é composto principalmente por lignina, celulose e hemicelulose, constituindo até 85 % da biomassa seca. As plantas discriminam C de forma diferenciada, em razão de seu ciclo fotossintético (C3, C4 e CAM). As turfeiras da Serra do Espinhaço Meridional (SdEM-MG) são colonizadas por vegetação de Campo Limpo Úmido (CLU) e de Floresta Estacional Semidecidual (FES), onde ocorrem espécies dos ciclos fotossintéticos C3 e C4. Este trabalho objetivou avaliar a contribuição dessas duas fitofisionomias para o acúmulo de MOS, por meio da avaliação da fitomassa e da composição lignocelulósica e isotópica da vegetação e da MOS. A turfeira estudada localiza-se na SdEM e ocupa 81,75 ha. Para a estimativa da fitomassa do CLU e da FES, foram marcadas três parcelas de 0,5 x 0,5 m em cada fitofisionomia, onde todos os indivíduos da parcela foram cortados e armazenados. Para as análises isotópicas e lignocelulósicas da vegetação, identificaram-se as espécies dominantes em cada fitofisionomia. Amostras de solo foram coletadas em três locais representativos sob cada fitofisionomia, a cada 5 cm de profundidade, até 50 cm. Foram extraídas a celulose e a lignina das folhas das 15 espécies dominantes e das 60 amostras de turfeira para quantificação e determinação dos valores de δ13C e δ15N. Para datação da MOS, o 14C foi determinado em três profundidades, sob o CLU e a FES. A produção da fitomassa da FES foi muito superior à produção da do CLU. Os sinais isotópicos e a composição lignocelulósica da vegetação e da matéria orgânica do solo evidenciaram que a turfeira foi formada pela deposição de matéria orgânica da vegetação que a coloniza. O crescimento vertical e a taxa de acúmulo de C foram muito mais elevados sob a FES do que sob o CLU.

Composição lignocelulósica e isótopica da vegetação e da matéria orgânica do solo de uma turfeira tropical: II - substâncias húmicas e processos de humificação

Grande parte da matéria orgânica de Organossolos das turfeiras é composta por substâncias húmicas, formadas pela transformação de resíduos orgânicos pelos microrganismos do solo e pela polimerização dos compostos orgânicos em macromoléculas resistentes à degradação biológica. Os processos de humificação da matéria orgânica do solo (MOS) ainda são pouco compreendidos e o conhecimento sobre os precursores das substâncias húmicas é limitado, sendo apresentadas rotas diferentes para a formação dessas substâncias. Contudo, em todas as rotas, destaca-se a participação da lignina. Isótopos estáveis (13C, 15N) podem ser utilizados para rastrear processos de humificação da MOS, por meio da identificação de seus precursores. Este trabalho teve como objetivo avaliar comparativamente a composição isotópica da vegetação das fitofisionomias que colonizam uma turfeira tropical de altitude composta de Campo Limpo Úmido (CLU) e de Floresta Estacional Semidecidual (FES), em relação à composição isotópica das substâncias húmicas da MOS. A turfeira estudada ocupa 81,75 ha. Para as análises isotópicas e lignocelulósicas da vegetação, foram identificadas as espécies dominantes em cada fitofisionomia. Amostras de solo foram coletadas em três locais representativos sob cada fitofisionomia, a cada 5 cm de profundidade, até 50 cm. As substâncias húmicas dessas amostras foram fracionadas, assim como calculados os valores de δ13C e δ15N nas frações húmicas, respectivamente a partir da determinação dos isótopos estáveis 12C e 13C e 14N e 15N. Os teores de lignina e seus valores de δ13C são mais elevados na vegetação e MOS sob FES em relação à vegetação e MOS sob CLU. Os teores de humina são mais elevados entre as substâncias húmicas na MOS, sob as duas fitofisionomias; os de ácidos húmicos são mais elevados na MOS sob CLU, em relação à FES; e os de ácidos fúlvicos são mais elevados na MOS sob a FES, em relação ao CLU. O δ13C da lignina apresenta similaridade elevada em relação ao δ13C da humina, dos ácidos húmicos e dos ácidos fúlvicos. As variações na composição lignocelulósica das espécies que colonizam o CLU e a FES promovem diferenças nas taxas e nos produtos da humificação da MOS.

CHARACTERIZATION OF BULK SOIL HUMIN AND ITS ALKALINE-SOLUBLE AND ALKALINE-INSOLUBLE FRACTIONS

Humic substances are the major components of soil organic matter. Among the three humic substance components (humic acid, fulvic acid, and humin), humin is the most insoluble in aqueous solution at any pH value and, in turn, the least understood. Humin has poor solubility mainly because it is tightly bonded to inorganic soil colloids. By breaking the linkage between humin and inorganic soil colloids using inorganic or organic solvents, bulk humin can be partially soluble in alkali, enabling a better understanding of the structure and properties of humin. However, the structural relationship between bulk humin and its alkaline-soluble (AS) and alkaline-insoluble (AIS) fractions is still unknown. In this study, we isolated bulk humin from two soils of Northeast China by exhaustive extraction (25 to 28 times) with 0.1 mol L-1 NaOH + 0.1 mol L-1 Na4P2O7, followed by the traditional treatment with 10 % HF-HCl. The isolated bulk humin was then fractionated into AS-humin and AIS-humin by exhaustive extraction (12 to 15 times) with 0.1 mol L-1 NaOH. Elemental analysis and solid-state 13C cross-polarization magic angle spinning nuclear magnetic resonance (13C CPMAS NMR) spectroscopy were used to characterize and compare the chemical structures of bulk humin and its corresponding fractions. The results showed that, regardless of soil types, bulk humin was the most aliphatic and most hydrophobic, AS-humin was the least aliphatic, and AIS-humin was the least alkylated among the three humic components. The results showed that bulk humin and its corresponding AS-humin and AIS-humin fractions are structurally differed from one another, implying that the functions of these humic components in the soil environment differed.

CHARACTERIZATION OF HEADWATERS PEATS OF THE RIO ARAÇUAÍ, MINAS GERAIS STATE, BRAZIL

Peatlands are soil environments that accumulate water and organic carbon and function as records of paleo-environmental changes. The variability in the composition of organic matter is reflected in their morphological, physical, and chemical properties. The aim of this study was to characterize these properties in peatlands from the headwaters of the Rio Araçuaí (Araçuaí River) in different stages of preservation. Two cores from peatlands with different vegetation types (moist grassland and semideciduous seasonal forest) from the Rio Preto [Preto River] headwaters (conservation area) and the Córrego Cachoeira dos Borges [Cachoeira dos Borges stream] (disturbed area) were sampled. Both are tributaries of the Rio Araçuaí. Samples were taken from layers of 15 cm, and morphological, physical, and chemical analyses were performed. The 14C age and δ13C values were determined in three samples from each core and the vertical growth and organic carbon accumulation rates were estimated. Dendrograms were constructed for each peatland by hierarchical clustering of similar layers with data from 34 parameters. The headwater peatlands of the Rio Araçuaí have a predominance of organic material in an advanced stage of decomposition and their soils are classified as Typic Haplosaprists. The organic matter in the Histosols of the peatlands of the headwaters of the Rio Araçuaí shows marked differences with respect to its morphological, physical, and chemical composition, as it is influenced by the type of vegetation that colonizes it. The peat from the headwaters of the Córrego Cachoeira dos Borges is in a more advanced stage of degradation than the peat from the Rio Preto, which highlights the urgent need for protection of these ecosystems/soil environments.

Characterization of Exopolysaccharides Produced by Rhizobia Species

ABSTRACT Increasing attention has been given, over the past decades, to the production of exopolysaccharides (EPS) from rhizobia, due to their various biotechnological applications. Overall characterization of biopolymers involves evaluation of their chemical, physical, and biological properties; this evaluation is a key factor in understanding their behavior in different environments, which enables researchers to foresee their potential applications. Our focus was to study the EPS produced by Mesorhizobium huakuii LMG14107, M. loti LMG6125, M. plurifarium LMG11892,Rhizobium giardini bv. giardiniH152T, R. mongolense LMG19141, andSinorhizobium (= Ensifer)kostiense LMG19227 in a RDM medium with glycerol as a carbon source. These biopolymers were isolated and characterized by reversed-phase high-performance liquid chromatography (RP-HPLC), Fourier transform infrared (FTIR), and nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopies. Maximum exopolysaccharide production was 3.10, 2.72, and 2.50 g L-1for the strains LMG6125, LMG19227, and LMG19141, respectively. The purified EPS revealed prominent functional reactive groups, such as hydroxyl and carboxylic, which correspond to a typical heteropolysaccharide. The EPS are composed primarily of galactose and glucose. Minor components found were rhamnose, glucuronic acid, and galacturonic acid. Indeed, from the results of techniques applied in this study, it can be noted that the EPS are species-specific heteropolysaccharide polymers composed of common sugars that are substituted by non-carbohydrate moieties. In addition, analysis of these results indicates that rhizobial EPS can be classified into five groups based on ester type, as determined from the 13C NMR spectra. Knowledge of the EPS composition now facilitates further investigations relating polysaccharide structure and dynamics to rheological properties.

Quantificação de raízes metabolicamente ativas de cana-de-açúcar

O objetivo deste trabalho foi desenvolver um método para determinar a distribuição e o desenvolvimento de raízes metabolicamente ativas de cana-de-açúcar no solo, por meio da técnica da diluição do isótopo 15N. O delineamento experimental foi em blocos subdivididos no tempo. A uréia foi o meio de fornecimento do traçador 15N, a partir de solução aplicada às folhas das plantas. Depois da colheita da parte aérea, foram abertas trincheiras, e as amostras de solo + raízes foram colhidas por meio de monólito. O método da diluição isotópica com 15N possibilitou avaliar a massa de raízes com metabolismo ativo e sua distribuição no solo. Houve maior distribuição porcentual das raízes metabolicamente ativas em profundidade do que na superfície do perfil, que correspondeu, respectivamente, a 31% na camada de 0,6-0,8 m e 23% na camada de 0,0-0,2 m. Além disso, o método possibilitou determinar raízes metabolicamente ativas que permaneceram no solo depois do peneiramento, que foi de 35%, o que evidencia a importância da quantificação dessas raízes.

Produtividade da cana-de-açúcar relacionada ao nitrogênio residual da adubação e do sistema radicular

O trabalho foi desenvolvido, durante duas safras agrícolas, com colheita da cana-de-açúcar sem queima, a fim de avaliar o efeito residual da adubação nitrogenada da 2ª soca (safra 1999/2000), e o efeito do N e S do sistema radicular da cultura na produtividade do ciclo agrícola subseqüente (3ª soca - safra 2000/2001). O delineamento experimental foi em blocos ao acaso com seis tratamentos e quatro repetições. Os tratamentos da safra 1999/2000 foram 0, 35, 70, 105, 140 e 175 kg ha-1 de N com a fonte nitrato de amônio, aplicada sobre a palha. Na 3ª soca aplicaram-se 100 kg ha-1 de N em todos os tratamentos da safra anterior (2ª soca). Nas parcelas, no primeiro ano, foram inseridas microparcelas que receberam o fertilizante nitrato de amônio marcado em 15N na fração amônio. As doses de N proporcionam efeito linear altamente significativo na produtividade de colmos da 2ª soca e esse efeito mantém-se na 3ª soca, mesmo sendo aplicada uma única dose de N; a adubação nitrogenada e o conteúdo de N e S do sistema radicular correlacionam-se positivamente com a produtividade da cana-de-açúcar na safra seguinte.

Aproveitamento pelo milho do nitrogênio amoniacal de dejetos líquidos de suínos em plantio direto e preparo reduzido do solo

O objetivo deste trabalho foi avaliar o aproveitamento do N amoniacal de dejetos líquidos de suínos (DLS) pela cultura do milho (Zea mays). O experimento foi conduzido em Argissolo Vermelho distrófico arênico. Os tratamentos avaliados consistiram da aplicação ou não de DLS sobre resíduos culturais de aveia, em plantio direto e preparo reduzido do solo. Para quantificar o destino do N amoniacal aplicado, a fração amoniacal dos DLS foi enriquecida com (15NH4)2SO4 . O aproveitamento do N amoniacal dos DLS pelo milho foi de apenas 15,3% e não diferiu com o uso do DLS em plantio direto ou em preparo reduzido do solo. Na maturação fisiológica do milho, a quantidade de 15N dos DLS recuperada no solo, até a profundidade de 120 cm, e na planta (parte aérea+grãos+raízes) correspondeu a 49,6% do 15N aplicado. A fração de N orgânico dos DLS e a matéria orgânica do solo foram as principais fontes de N para a cultura do milho.

Calibração de câmara semiaberta estática para quantificação de amônia volatilizada do solo

O objetivo deste trabalho foi calibrar uma câmara prática e de baixo custo, para quantificar a amônia volatilizada do solo. A calibração da câmara foi realizada pela técnica do balanço do isótopo 15N. A amônia volatilizada foi capturada por uma câmara semiaberta livre estática (SALE), confeccionada a partir de garrafa de plástico transparente de politereftalato de etileno (PET) de 2 L. O interior da câmara apresentava livre circulação de ar, e possuía uma lâmina de espuma de poliuretano, com 2,5 cm de largura e 25 cm de comprimento, pendurada verticalmente, com a extremidade inferior inserida em frasco com solução ácida, que mantinha a espuma saturada. A recuperação do 15N-NH3 no coletor aumentou de forma linear com o aumento da taxa de volatilização de NH3 do solo. Os testes de campo mostraram eficiência de 57% na recuperação do N-NH3 volatilizado do solo. O intervalo de coletas das espumas pode variar de um a seis dias, sem comprometer a eficiência do sistema. Para estudos de campo, com uso do método proposto, o fator de correção de 1,74 deve ser usado para estimar a real taxa de volatilização de amônia do solo.

Estoque de carbono e nitrogênio e emissão de N2O em diferentes usos do solo na Mata Atlântica

O objetivo deste trabalho foi avaliar o impacto da substituição de pastagens por reflorestamento com eucalipto e mata secundária sobre a dinâmica da matéria orgânica e emissão de N2O, em áreas da Mata Atlântica. As áreas avaliadas localizam-se no Município de Cruzeiro, SP, e têm histórico comum de uso da terra, tendo sido inicialmente ocupadas por pastagem. Desde 1973, uma parte desta área foi reservada para regeneração natural, outra foi ocupada com plantio de eucalipto e outra permaneceu como pastagem. Para quantificar o estoque de C e nitrogênio do solo e a abundância isotópica de 13C na matéria orgânica do solo (MOS), foram coletadas amostras de solo até 1 m de profundidade, com uso de três repetições. A emissão de N2O foi avaliada com câmaras estáticas pelo período de um ano. Não foram observadas diferenças significativas nos estoques de C e N do solo nas áreas de mata e eucalipto, em relação à pastagem. A mata apresenta maior influência sobre a composição da MOS. Na mata de eucalipto ocorrem as maiores perdas anuais de N, pela emissão de N2O.

Podridão por Fusicoccum em mangas submetidas a baixas doses de radiação gama

O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito da radiação gama em doses baixas no controle pós-colheita da podridão por Fusicoccum em manga 'Tommy Atkins', bem como avaliar o efeito desse método sobre as características físico-químicas da fruta. Frutos aparentemente livres de doenças no estádio de maturação 1,5 foram inoculados com 10 μL de suspensão de Fusicoccum parvum a 10(6) conídios mL-1. Após a inoculação, os frutos foram irradiados com as doses de 0,24, 0,35 e 0,45 kGy e armazenados a 13ºC, durante 15 dias, seguidos de mais seis dias em temperatura ambiente, a 25ºC. A dose mais alta de radiação gama foi eficiente em retardar o desenvolvimento da doença em razão do atraso causado na maturação das frutas. Não houve efeito significativo da radiação sobre as características físico-químicas das frutas. Os frutos mantiveram características ideais para comercialização, mesmo após o armazenamento refrigerado, com a presença de filme plástico, por 15 dias.

Rastreabilidade de farinha de vísceras de aves por isótopos estáveis em penas de frangos de corte

O objetivo deste trabalho foi detectar a presença de farinha de vísceras de aves (FV) na alimentação de frangos de corte, por meio da análise de penas por isótopos estáveis de carbono (13C/12C) e nitrogênio (15N/14N) e espectrofotometria de massas. Setecentos e vinte pintos machos Cobb foram submetidos aos seguintes tratamentos: ração vegetal (RV) à base de milho e farelo de soja, de 1 a 42 dias de idade; ração com 8% de farinha de vísceras de frango (FV), de 1 a 42 dias de idade; ração vegetal de 1 a 21 dias e ração com FV de 22 a 42 dias; ração vegetal de 1 a 35 dias e ração com FV de 36 a 42 dias; ração com FV de 1 a 21 dias, e ração vegetal de 22 a 42 dias; ração com FV de 1 a 35 dias, e ração vegetal de 36 a 42 dias. Foram colhidas amostras de penas de quatro aves por tratamento aos 7, 14, 21, 28, 35 e 42 dias de idade, que foram submetidas à análise isotópica de carbono (13C/12C) e nitrogênio (15N/14N) por espectrometria de massas. A aplicação da técnica dos isótopos estáveis de C e N a penas de frango de corte, após a utilização de farinha de vísceras na alimentação de frangos de corte, pelo período de até 21 dias, permite detectar a inclusão da FV na dieta.

Dinâmica da serapilheira em pastagens de braquiária em sistema silvipastoril e monocultura

O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito da introdução de leguminosas arbóreas e eucalipto em pastagens de braquiária (Urochloa decumbens cv. Basilisk), na dinâmica da serapilheira. O estudo foi realizado em sistema silvipastoril e em monocultura, em 12 meses. O delineamento experimental foi o de blocos ao acaso, com seis repetições e cinco animais por piquete. Foram avaliadas a serapilheira existente e a depositada. A serapilheira existente teve média anual de 5.038 e 3.944 kg ha-1, no sistema silvipastoril e na monocultura, respectivamente. O sistema silvipastoril causou um acréscimo significativo na serapilheira depositada. A quantidade de nitrogênio da serapilheira depositada foi maior no sistema silvipastoril, do que na monocultura, respectivamente, 228 kg ha-1 por ano e 107 kg ha-1 por ano. A presença de leguminosas e de eucalipto em sistema silvipastoril proporcionou aumentos nas quantidades de nitrogênio, comprovados pela análise isotópica de 13C, e matéria seca de serapilheira. Incrementos na produção de serapilheira rica em nitrogênio pode contribuir para a sustentabilidade das pastagens de braquiária a longo prazo.