Diversidade genética e eficiência simbiótica de rizóbios noduladores de acácia-negra de solos do Rio Grande do Sul

A acácia-negra é a terceira espécie florestal mais cultivada no Brasil. Além de sua importância econômica, é utilizada na recuperação de áreas degradadas, nas quais o solo geralmente apresenta pH baixo e altos teores de Al. O presente trabalho objetivou avaliar a diversidade genética de rizóbios naturais de solos do Rio Grande do Sul e selecionar isolados eficientes na fixação de N2 em condições de pH baixo. Um total de 50 isolados de Bradyrhizobium sp. foi obtido, os quais, juntamente com as estirpes recomendadas BR 3067 e BR 3068, foram caracterizados com o marcador BOX A 1-R. O padrão de bandas dos isolados foi utilizado na construção de um dendrograma, a partir do qual se calculou o índice de diversidade de Shannon. Dez isolados foram testados quanto à tolerância a pH baixo e à presença de Al, selecionando-se oito para o teste de eficiência simbiótica em casa de vegetação. Observou-se diversidade genética elevada entre os isolados, com a formação de 10 grupos, a partir do ponto de corte de 70 % de similaridade e com o índice de diversidade de 4,30. A presença de Al não afetou os isolados avaliados, que tiveram seu crescimento reduzido em pH 4,5. Quanto à eficiência simbiótica, os isolados T6-16 e V-7 foram os mais eficientes, assemelhando-se à estirpe recomendada BR 3068.

Organic material decomposition and nutrient dynamics in a mulch system enriched with leguminous trees in the Amazon

The new techniques proposed for agriculture in the Amazon region include rotational fallow systems enriched with leguminous trees and the replacement of biomass burning by mulching. Decomposition and nutrient release from mulch were studied using fine-mesh litterbags with five different leguminous species and the natural fallow vegetation as control. Samples from each treatment were analyzed for total C, N, P, K, Ca, Mg, lignin, cellulose content and soluble polyphenol at different sampling times over the course of one year. The decomposition rate constant varied with species and time. Weight loss from the decomposed litter bag material after 96 days was 30.1 % for Acacia angustissima, 32.7 % for Sclerolobium paniculatum, 33.9 % for Iinga edulis and the Fallow vegetation, 45.2 % for Acacia mangium and 63.6 % for Clitoria racemosa. Immobilization of N and P was observed in all studied treatments. Nitrogen mineralization was negatively correlated with phenol, C-to-N ratio, lignin + phenol/N ratio, and phenol/phosphorus ratios and with N content in the litterbag material. After 362 days of field incubation, an average (of all treatments), 3.3 % K, 32.2 % Ca and 22.4 % Mg remained in the mulch. Results confirm that low quality and high amount of organic C as mulch application are limiting for the quantity of energy available for microorganisms and increase the nutrient immobilization for biomass decomposition, which results in competition for nutrients with the crop plants.

Formas de fósforo no solo sob leguminosas florestais, floresta secundária e pastagem no Norte Fluminense

Em solos muito intemperizados, a disponibilidade de P para as plantas está estreitamente associada às formas de P orgânico, que tem o seu conteúdo alterado por influência do tipo de cobertura vegetal. O objetivo deste trabalho foi estimar os teores de fósforo de compostos orgânicos (Po-total, Po lábil e P microbiano do solo), em plantios de Acacia auriculiformis (acácia) e Mimosa caesalpiniifolia (sabiá), em floresta secundária e em pastagem. Os teores médios ponderados de Po total e Po lábil, pelo teor de argila, foram de 375 mg kg-1 de P na argila e de 40,2 mg kg-1 de P na argila, respectivamente. Os solos sob acácia e sabiá apresentaram maior teor relativo de Po (total e lábil) do que os solos sob pastagem e capoeira. O Po representou de 22,6 a 39,6 % do P total extraído dos solos das coberturas estudadas. Em relação ao P lábil total, o Po lábil representou, em média, 67,1 %. Para o P microbiano, o maior teor foi encontrado no solo sob sabiá, seguido da floresta secundária, acácia e pastagem. Contudo, foi na capoeira que houve a maior eficiência da biomassa microbiana do solo em imobilizar P. O teor de P disponível por Mehlich-1 correlacionou-se positivamente com o teor de C e o de P da biomassa microbiana. Houve estreita correlação positiva entre o P microbiano e o C microbiano.

Atributos químicos e microbianos de solos sob diferentes coberturas vegetais no norte do Estado do Rio de Janeiro

Os objetivos do presente estudo foram avaliar a influência de Acacia auriculiformis (acácia), Mimosa caesalpiniifolia (sabiá) e Corymbia citriodora (eucalipto), comparadas às coberturas de capoeira e pastagem, sobre os atributos químicos e microbianos do solo. As espécies apresentaram sobrevivência no campo acima de 70 % e bom desenvolvimento em altura e diâmetro (DAP). Entre as leguminosas, o sabiá apresentou a maior taxa de sobrevivência, enquanto a acácia mostrou melhor desenvolvimento, especialmente entre os 27 e 44 meses. As espécies florestais, na fase inicial de desenvolvimento, revelaram-se promissoras em melhorar a fertilidade do solo, apesar da redução dos teores de matéria orgânica. A pastagem mostrou potencial de manter o teor de MO e melhorar a fertilidade do solo. O C e N microbiano foram mais discriminantes que o C orgânico do solo às mudanças na cobertura vegetal. Os índices microbianos (qCO2 - quociente metabólico, CBM/C - relação C da biomassa microbiana/C orgânico, NBM/N - relação N da biomassa microbiana/N total e relação C/N microbiana) foram mais discriminantes que os atributos químicos (C orgânico e N total) e microbianos (CBM - carbono da biomassa microbiana, NBM - N da biomassa microbiana e RA - respiração acumulada) em aferir a dissimilaridade entre as coberturas vegetais.

Frações oxidáveis do carbono orgânico em argissolo vermelho-amarelo sob sistema de aleias

O aporte de matéria orgânica ao solo via leguminosas em sistemas de aleias pode ser uma alternativa para o uso sustentável do trópico úmido. O objetivo deste trabalho foi comparar o aporte de matéria orgânica facilmente oxidável proveniente da combinação de resíduos de diferentes leguminosas utilizadas em sistemas de condução de culturas em aleias sob Argissolo Vermelho-Amarelo. Foram avaliadas duas espécies de leguminosas de alta qualidade de resíduos - leucena (Leucaena leucocephala) e guandu (Cajanus cajan), e duas espécies de baixa qualidade de resíduos - sombreiro (Clitoria fairchildiana) e acácia (Acacia mangium), combinadas entre si, nos seguintes tratamentos: sombreiro + guandu; leucena + guandu; acácia + guandu; sombreiro + leucena; leucena + acácia e testemunha sem leguminosa. As amostras de solo foram coletadas nas profundidades de 0-5 e 5-10 cm, nas entrelinhas. Foi quantificado e fracionado o C orgânico total (COT), estratificado em quatro frações (F1, F2, F3 e F4) com graus decrescentes de oxidação. As áreas com sombreiro/leucena, acácia/leucena e acácia/guandu apresentaram os maiores teores de COT (0-5 cm), e a área testemunha, os menores (5-10 cm). A maior proporção do COT estava nas frações F1+F2; a área testemunha teve os menores teores de C nessas frações. O tratamento acácia/guandu apresentou maiores teores de C na fração F1 nas duas profundidades. O tratamento leucena/guandu apresentou as maiores proporções do COT nas frações F3 + F4. Os resultados indicam que, no cultivo em sistema de aleias, a combinação de leguminosas de alta e baixa qualidade de resíduos (acácia/guandu) favorece o aumento de matéria orgânica facilmente decomponível, enquanto o uso de leguminosas de alta qualidade de resíduos favorece maiores proporções de C somente nas frações mais resistentes (F3 + F4).

Environmental and agricultural benefits of a management system designed for sandy loam soils of the humid tropics

A sustainable management of soils with low natural fertility on family farms in the humid tropics is a great challenge and overcoming it would be an enormous benefit for the environment and the farmers. The objective of this study was to assess the environmental and agronomic benefits of alley cropping, based on the evaluation of C sequestration, soil quality indicators, and corn yields. Combinations of four legumes were used in alley cropping systems in the following treatments: Clitoria fairchildiana + Cajanus cajan; Acacia mangium + Cajanus cajan; Leucaena leucocephala + Cajanus cajan; Clitoria fairchildiana + Leucaena leucocephala; Leucaena leucocephala + Acacia mangium and a control. Corn was used as a cash crop. The C content was determined in the different compartments of soil organic matter, CEC, available P, base saturation, percentage of water saturation, the period of the root hospitality factor below the critical level and corn yield. It was concluded that alley cropping could substitute the slash and burn system in the humid tropics. The main environmental benefit of alley cropping is the maintenance of a dynamic equilibrium between C input and output that could sustain up to 10 Mg ha-1 of C in the litter layer, decreasing atmospheric CO2 levels. Alley cropping is also beneficial from the agricultural point of view, because it increases base saturation and decreases physical resistance to root penetration in the soil layer 0 - 10 cm, which ensures the increase and sustainability of corn yield.

Alterações em algumas propriedades de um latossolo degradado com uso de lodo de esgoto e resíduos orgânicos

A recuperação de áreas muito impactadas, como as oriundas da construção de hidrelétricas, é um processo lento e, usualmente, requer a adição de resíduos orgânicos, como fonte de matéria orgânica, e de nutrientes, como condicionador das propriedades do solo. O objetivo deste trabalho foi verificar o efeito da adição de lodo de esgoto e resíduos orgânicos (maravalha e torta de filtro de cana-de-açúcar) sobre o crescimento de duas espécies arbóreas de Cerrado na recuperação de um subsolo de uma área degradada pela construção da Usina Hidrelétrica de Ilha Solteira, localizada em Selvíria - MS. O experimento foi conduzido em casa de vegetação em delineamento experimental inteiramente casualizado, com oito tratamentos, seis repetições e uma planta por repetição, para cada planta-teste. Cada repetição (saco plástico) teve 3,3 L e as proporções em volume da mistura de cada resíduo foram de: 30 % de lodo de esgoto, 20 % de torta de filtro e 10 % de maravalha de madeira. Foram mensuradas a fertilidade, a micorrização, a atividade microbiana (C-CO2 liberado) do subsolo, a massa do sistema radicular e parte aérea e a altura de plantas de duas espécies nativas do Cerrado [monjoleiro (Acacia polyphylla DC.) e jatobá-do-Cerrado (Hymenaea stigonocarpa Mart)]. Os tratamentos com lodo de esgoto proporcionaram maior atividade microbiana no substrato e maior crescimento para as duas espécies arbóreas. A presença do lodo de esgoto promoveu melhora na fertilidade do subsolo, com aumento dos teores de matéria orgânica, P, K, Ca e Mg. A matéria orgânica e o P tiveram seus teores elevados nos tratamentos com mistura de lodo de esgoto e demais resíduos. Os resultados permitem concluir que as misturas contendo lodo associado a resíduos promoveram melhores incrementos na qualidade do subsolo, com perspectivas de sua recuperação.

Emission of nitrous oxide and carbon dioxide from semi-arid tropical soils in Chiapas México

The semi-arid region of Chiapas is dominated by N2 -fixing shrubs, e.g., Acacia angustissima. Urea-fertilized soil samples under maize were collected from areas covered and uncovered by A. angustissima in different seasons and N2O and CO2 emissions were monitored. The objective of this study was to determine the effects of urea and of the rainy and dry season on gas emissions from semi-arid soil under laboratory conditions. Urea and soil use had no effect on CO2 production. Nitrons oxide emission from soil was three times higher in the dry than in the rainy season, while urea fertilization doubled emissions. Emissions were twice as high from soil sampled under A. angustissima canopy than from arable land, but 1.2 lower than from soil sampled outside the canopy, and five times higher from soil incubated at 40 % of the water-holding capacity (WHC) than at soil moisture content, but 15 times lower than from soil incubated at 100 WHC. It was found that the soil sampling time and water content had a significant effect on N2O emissions, while N fertilizer and sampling location were less influent.

Soil fauna as an indicator of soil quality in forest stands, pasture and secondary forest

The interactions between soil invertebrates and environmental variations are relatively unknown in the assessment of soil quality. The objective of this study was to evaluate soil quality in areas with different soil management systems, based on soil fauna as indicator, in Além Paraíba, Minas Gerais, Brazil. The soil invertebrate community was sampled using pitfall traps, in the dry and rainy seasons, from areas with five vegetation types (acacia, mimosa, eucalyptus, pasture, and secondary forest). The abundance of organisms and the total and average richness, Shannon's diversity index, the Pielou uniformity index, and change index V were determined. The fauna was most abundant in the areas of secondary forest and mimosa plantations in the dry season (111.3 and 31.7 individuals per trap per day, respectively). In the rainy season, the abundance of organisms in the three vegetation types did not differ. The highest values of average and total richness were recorded in the secondary forest in the dry season and in the mimosa stand in the rainy season. Shannon's index ranged from 1.57 in areas with acacia and eucalyptus in the rainy season to 3.19 in the eucalyptus area in the dry season. The uniformity index was highest in forest stands (eucalyptus, acacia and mimosa) in the dry season, but higher in the rainy season in the pasture and secondary forest than in the forest stands. The change index V indicated that the percentage of extremely inhibited groups was lowest in the area with mimosa, both in the dry and rainy season (36 and 23 %, respectively). Of all forest stands, the mimosa area had the most abundant soil fauna.

Influência do sistema de plantio sobre atributos dendrométricos e fauna edáfica, em área degradada pela extração de argila

O plantio consorciado de eucalipto com leguminosas pode promover a melhoria da qualidade biológica do solo em áreas degradadas e também ser vantajoso para as espécies do consórcio. O objetivo deste trabalho foi avaliar a influência de sistemas de plantios (puros e consorciados) de Acacia mangium (AM), Sesbania virgata (SV) e Eucalyptus camaldulensis (EC), sobre o desenvolvimento das plantas em estudo (variáveis dendrométricas) e especificamente sobre a fauna da serapilheira e dos primeiros 5 cm do solo. Realizou-se um experimento, cujo delineamento utilizado foi o de blocos casualizados com seis tratamentos e três repetições. Os tratamentos utilizados para avaliação dos atributos dendrométricos foram: 100EC (100 % EC) e 100AM (100 % AM); 50EC:50AM (50 % EC + 50 % AM); 50EC:50SV (50 % EC + 50 % SV); e 50AM:50SV (50 % AM + 50 % SV). Para avaliação da fauna do solo foram: 100EC, 100AM, 100SV (100 % SV), 50EC:50SV e 50 AM:50SV. Aos 48 meses após o plantio, foram feitas medições de altura (H) e diâmetro à altura do peito (DAP) das espécies E. camaldulensis e A. mangium e estimativas da área basal (AB) e volume de madeira com casca por indivíduo (VCI). Na serapilheira e no solo (0-5 cm), foram avaliadas a abundância e diversidade da fauna edáfica. O E. camaldulensis quando cultivado em consórcio com as leguminosas apresentou maior DAP, AB e VCI. Em contrapartida, a A. mangium não teve essas variáveis influenciadas quando em consórcio com o E. camaldulensis e com a S. virgata. Plantios de E. camaldulensis e S. virgata em consórcio promoveram maior abundância total de organismos e maiores valores dos índices de diversidade de Shannon e Pielou, principalmente no que se refere ao compartimento serapilheira.

Comunidade de fungos micorrízicos arbusculares: diversidade, composição e glomalina em área revegetada com sesbânia

A composição de comunidades e diversidade de fungos micorrízicos arbusculares (FMAs) pode ser influenciada por diversos fatores como o clima, a biota do solo e as plantas hospedeiras. Este estudo objetivou avaliar a influência da revegetação de uma cava de extração de argila com Sesbania virgata (SV) em plantios puro e consorciado com Eucalyptus camaldulensis (EC) e Acacia mangium (AM), na composição e diversidade de fungos micorrízicos arbusculares (FMAs), bem como na quantidade da proteína do solo relacionada à glomalina (PSRG). O delineamento experimental utilizado foi em blocos casualizados com quatro tratamentos (plantio puro de SV - 100SV; consórcio de SV + EC - 50SV:50EC; consórcio de SV + AM - 50SV:50AM; e área degradada com vegetação espontânea - ADVE), com três repetições. A revegetação da cava de extração de argila com SV, em plantios puro ou consorciado, reduziu a abundância de esporos e a dominância de espécies (Índice de Simpson - IDS) e aumentou a riqueza de espécies de FMAs e o índice de diversidade de Shannon e Wiener. Além disso, aumentou a quantidade de proteína do solo relacionada à glomalina, quando comparada a área degradada com vegetação espontânea.

Crescimento e teor de metais de mudas de espécies arbóreas cultivadas em solo contaminado com metais pesados

O objetivo do trabalho foi avaliar o teor de metais pesados e o crescimento de mudas de 20 espécies arbóreas tropicais em solo com elevado grau de contaminação com metais pesados. Em casa de vegetação, as mudas foram transplantadas para vasos contendo 3,3 kg de misturas com diferentes proporções (0, 20, 40 e 60% v/v) de solo contaminado. Verificou-se comportamento diferenciado das espécies quanto à inibição de crescimento e aos teores de metais na raiz e na parte aérea em decorrência da contaminação. Com base na produção de matéria seca da parte aérea, concluiu-se que apenas Myrsine umbellata, Cedrella fissilis, Tabebuia impetiginosa e Copaifera langsdorffii não foram afetadas pela contaminação, enquanto Hymenaea courbaril, Mimosa caesalpiniaefolia, Acacia mangium e Platypodium gonoacantha sofreram pequeno impacto. As demais espécies foram muito inibidas pela contaminação do solo, o que é causado pela absorção, na maioria dos casos, de Zn e Cd. Várias espécies apresentaram elevada capacidade de reter esses metais nas raízes, evitando sua translocação para a parte aérea.

Influência de fungos micorrízicos arbusculares sobre o desenvolvimento vegetativo de porta-enxertos de abacateiro

O objetivo deste trabalho foi verificar a influência da inoculação de seis espécies de fungos micorrízicos arbusculares (FMA) (Glomus clarum, Scutellospora heterogama, Glomus etunicatum, Acaulospora scrobiculata, Gigaspora margarita e Glomus manihotis) no desenvolvimento vegetativo, nutrição mineral e conteúdo de substâncias de reserva em porta-enxertos de abacateiro (Persea sp.), oriundos de caroços. Os porta-enxertos foram cultivados em casa de vegetação com cobertura de sombrite (70%) e acondicionados em sacos de polietileno preto (5 L), contendo substrato constituído de solo + areia + resíduo decomposto de casca de acácia-negra (Acacia mearnii) (2:2:1, v:v:v). Dois meses após a infecção das plântulas com FMA (30 g/plântula), observou-se que a dependência do abacateiro aos FMA variou com a espécie de fungo em estudo. Scutellospora heterogama, Acaulospora scrobiculata e Glomus etunicatum proporcionaram melhor nutrição, maior conteúdo em substâncias de reserva e maior desenvolvimento vegetativo das plantas. Glomus clarum somente incrementou a altura das plantas. A infecção com Glomus manihotis não alterou o desenvolvimento vegetativo dos porta-enxertos, e Gigaspora margarita foi prejudicial.

Produção de mudas de acácia colonizadas com micorrizas e rizóbio em diferentes recipientes

Realizou-se um experimento em casa de vegetação, com o objetivo de avaliar diferentes métodos na produção de mudas de Acacia mangium Willd, colonizadas com fungos micorrízicos arbusculares (FMAs) e rizóbio. O delineamento experimental foi o inteiramente casualizado num esquema fatorial 4x2 (controle, FMAs, rizóbio e FMAs + rizóbio x blocos prensados e tubetes de plástico), com seis repetições. Os blocos prensados foram confeccionados com substratos orgânicos (bagaço de cana + torta de filtro de usina açucareira) e vermiculita, colocados em fôrma metálica de 60x40x20 cm e prensados a 10 kgf cm-2, a fim de proporcionar agregação do material. A inoculação do rizóbio foi realizada com estirpe selecionada para a espécie (Br 3609, Br 6009). A inoculação de FMAs foi feita no momento da confecção dos blocos. Mudas de Acacia mangium que receberam inóculo de FMAs + rizóbio e produzidas em blocos prensados apresentaram maior produção de matéria seca e conteúdo de N na parte aérea. O conteúdo de P na parte aérea é significativamente maior somente nas mudas infectadas com os FMAs, independentemente do tipo de recipiente.

Polyethylene glycol and polyvinylpirrolidone effect on bacterial rRNA extraction and hybridization from cells exposed to tannins

In order to detect fluctuations in ruminal microbial populations due to forage tannins using 16S ribosomal RNA (rRNA) probes, recovery of intact rRNA is required. The objective of this work was to evaluate the effect of polyethylene glycol (PEG) and polyvinylpirrolidone (PVP) on extraction of bacterial rRNA, in the presence of tannins from tropical legume forages and other sources, that hybridize with oligonucleotide probes. Ruminococcus albus 8 cells were exposed to 8 g/L tannic acid or 1 g/L condensed tannins extracted from Acacia angustissima, banana (Musa sp.) skin, Desmodium ovalifolium, red grape (Vitis vinifera) skin and Inga edulis, or no tannins. Cells were rinsed with Tris buffer pH 7 containing either 8% PEG or 6% PVP prior to cell lysis. Total RNA samples rinsed with either PEG or PVP migrated through denaturing agarose gels. The 16S rRNA bands successfully hybridized with a R. albus species-specific oligonucleotide probe, regardless of tannin source. The effect of rinsing buffers on the density of 16S rRNA bands, as well as on the hybridization signals was compared. There were significant effects (P<0.01) when the controls were compared to either buffer treatments due to tannin type, buffer used and the interaction of tannin type and buffer. The significant interaction indicates the influence of tannin type on the parameters evaluated.