Análise in silico de uma pirofosfatase e de uma tiosterase de uma biblioteca metagenômica de solo de Eucalipto spp

Pós-graduação em Microbiologia Agropecuária - FCAV

Caracterização da cinza de bagaço de cana-de-açúcar e aplicação no solo

Pós-graduação em Agronomia (Ciência do Solo) - FCAV

Mineralização de nitrogênio do esterco bovino e produção de alface em função de N-ureia

Pós-graduação em Agronomia (Ciência do Solo) - FCAV

Emissão de gases do efeito estufa e estoque de carbono no sistema solo-planta em área com aplicação superficial de calcário e gesso em experimento de longa duração

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Efeito da aplicação de composto orgânico sobre a qualidade do solo cultivado com cana-de-açúcar (Saccharum spp.)

A dinâmica ambiental possui capacidade limitada de reciclagem e a crescente utilização resíduos agroindustriais, especialmente na agricultura, pode levar a situações de poluição do solo e demais componentes ambientais. A manutenção da produtividade de ecossistemas agrícolas e naturais depende do processo de transformação da matéria orgânica e, por conseguinte, da biomassa microbiana do solo, e que é responsável pela decomposição e mineralização de resíduos no mesmo. A dinâmica natural dos microrganismos do solo, em constante mudança e adaptação, os torna um indicador sensível às mudanças resultantes de diferentes práticas de manejo agrícola. Sendo assim, conhecer essas alterações e suas interferências é fundamental para identificar estratégias adequadas de manejo, apontando técnicas de utilização adequadas. O objetivo deste trabalho foi avaliar a qualidade de um solo agrícola, cultivado com três variedades de cana-de-açúcar (Saccharum spp.), comparando a utilização de adubação mineral frente à utilização de fertilizante orgânico composto no período final de formação dos perfilhos (120 dias após o plantio). Foi implantado, em condições de campo, o cultivo de cana-de-açúcar (cana planta), utilizando as variedades RB 867515, RB 962869 e RB 855453, onde cada variedade foi cultivada de três formas distintas, sendo elas: plantio controle (CT) sem aplicação de insumos para adubação; plantio orgânico (OG) com aplicação de fertilizante orgânico; e plantio convencional (CV) com aplicação de adubação mineral, seguindo recomendações de adubação após análise química inicial do solo local. Cada parcela possuía 37 m2, com 5 sulcos de 5,0 m de comprimento e espaçamento de 1,5 m entrelinhas, sendo os três sulcos centrais formando a área útil. De acordo com a variedade e o tipo de adubação, foram formados nove tratamentos: T1 86CT, T2 96CT, T3 85CT, T4 6OG, T5 96OG, T6 85OG, T7 86CV, T8 96CV e T9 85CV, com delineamento estatístico de blocos ao acaso e quatro repetições. Os parâmetros químicos do solo analisados foram macronutrientes e micronutrientes; os parâmetros microbiológicos foram carbono da biomassa microbiana (CBM), respiração basal do solo (RBS), quociente metabólico (qCO2), número mais provável de fungos e bactérias do solo (NMP); e, por fim, a produtividade agrícola (t/ha). Os resultados foram submetidos a análise de variância (ANOVA) e à comparação das médias através do teste de Tukey (10%). Também foi realizada a análise de variância dos dados e correlação cofenética de Pearson para formação de dendogramas. Com base no período estudado, considerado como fase crítica da formação do canavial, concluiu-se que os parâmetros químicos que evidenciaram alterações no solo foram pH e os macronutrientes Mg, Al e SB, sendo os tratamentos orgânicos equivalentes e/ou melhores que os tratamentos convencionais. Para os parâmetros microbiológicos, o NMP de fungos apresentou os maiores valores nos tratamentos convencionais e controle. A produtividade agrícola não foi influenciada pelos diferentes tratamentos e insumos utilizados, independente da variedade de cana-de-açúcar utilizada. Por fim, foram observadas correlações positivas entre as variáveis CTC e quociente metabólico (qCO2) apontando potencial melhoria da qualidade do solo, com o emprego de insumos orgânicos

Impacto da diversidade bacteriana sob a degradação clorotalonil no solo manejado com biochar

A diversidade microbiana é geralmente considerada por seu papel nos principais processos do ecossistema, tais como a decomposição da matéria orgânica e ciclos biogeoquímicos. No entanto, informações sobre o impacto da diversidade em funções menores, como degradação de xenobióticos são escassas. Nós estudamos a partir da abordagem da \'diluição para extinção\', o papel da diversidade sobre a capacidade da comunidade microbiana em degradar o fungicida clorotalonil (organoclorado). Também estudamos o comportamento da comunidade bacteriana após aplicação do pesticida no solo com e sem biochar. A diversidade microbiana do solo natural foi alterada artificialmente por diluição, constituindo um gradiente de diversidade (SN > 10-1 > 10-3 > 10-6), seguido pela inoculação em amostras de solo estéril e posterior reestruturação (15 dias). Após a reestruturação da comunidade, as amostras foram manejadas com biochar (1% m/m) e tratadas com a dose de campo do CHT. O comportamento da comunidade bacteriana foi estudo por PCR-DGGE e qPCR do gene 16S rDNA através de um experimento com molécula fria (não radiomarcada). Enquanto a capacidade de degradação do CHT foi estudada por radiorespirometria (14C-CHT). Inicialmente, a comunidade de bactérias foi influenciada pelo gradiente de diversidade obtido por diluição. A separação dos grupos bacterianos se mostrou bastante similar nos três primeiros períodos pré-aplicação do CHT (SN > 10-1 - 10-3 > 10-6), enquanto que no período de 15 dias, a dinâmica de grupos foi alterada (SN > 10-1 > 10-3 - 10-6). O fungicida e o biochar não exerceram efeitos na comunidade bacteriana no tempo zero (imediatamente após a aplicação), a modificação no perfil da comunidade foi atribuído à diluição. Nos períodos de 21 e 42 dias, o perfil comunidade bacteriana apresentou forte modificação. Os grupos bacterianos se mostraram mais dispersos quando considerado somente o CHT. Embora, a análise de ANOSIM indicou não haver diferença nas amostras com e sem biochar, sugerindo que o clorotalonil foi quem mais contribuiu na dispersão dos grupos bacterianos. No período de 42 d, a comunidade apresentou resposta positiva, sendo observado aumentos no número de bandas e no índice de Shannon em todos tratamentos. Isto possivelmente, devido a menor concentração do fungicida disponível na solução do solo, diminuindo assim, os efeitos deletérios sobre a comunidade. Os dados de qPCR não apresentaram alteração no número de copias do gene 16S rDNA em todos os tratamentos. A remoção da diversidade impactou fortemente a capacidade da comunidade bacteriana de degradar o clorotalonil. Apesar da capacidade de degradar não ter sido perdida, a mínima alteração na diversidade promoveu elevada redução na taxa de mineralização do CHT. A dissipação do CHT se mostrou rápida (D50 < 1 dia) em todos os tratamentos, além disso, a formação de 14C-resíduos não extraíveis foi constituiu um dos principais mecanismos de dissipação do CHT. A partir da degradação do fungicida, foram detectados três metabólitos. Conclui-se que a modificação por diluição da diversidade bacteriana promoveu impacto negativo na mineralização do clorotalonil. E que a formação de resíduos não extraíveis consistiu no principal mecanismo de dissipação do CHT em ambos solos.

Destino no ambiente e comportamento agronômico de atrazina em resposta a doses e níveis de palha de espécies de cobertura de solo

The use of cover crops is a fundamental strategy to the weed management in Southern Brazil. In highly infested areas, the herbicides use is increasing, which increases the costs of the crops production as well as the environmental contamination. Oat and velvet bean plants havecontrasting characteristics regarding to residues decomposition speed and the capacity to immobilize Nitrogen in the soil, providing distinct results of weeds suppression throughout the time, and therefore, requiring distinct management strategies before, during, and after the corn crop establishment. The general objective of the experiment was to evaluate the environmental dynamics of the herbicide atrazine, the corn grain yield, and the efficiency of the weed control, considering areas with distinct history regarding the use of mulching, levels of straw and rates of atrazine. For this, the experiment was carried out in two parts: in the first part, two trials with the corn crop were established, one using oat and the other using velvet bean as cover crops. The experimental design used for both field trials was randomized complete blocks arrangement with four replications. The factor A was constituted by four levels of straw (0; 0.75x; 1.5x; 3x) and the factor B was constituted by four rates of the herbicide atrazine (0; 2100; 4200; 8400 g a i. ha-1). Soil samples were collected for greenhouse trialsto determine the persistence. Atrazine leaching evaluation was performed by chromatography using samples collected over the soil profile.In the field, the weed density, the fresh and dry weight and the yield of the corn were evaluated. In the greenhouse trials, the main variables evaluated were plant height and injury caused by the herbicide toxicity. In the second part, soils with distinct covering history were sampled, and the mineralization and sorption studies, both with 14C-atrazine, were conducted in the laboratory. The experimental design was randomized complete blocks arrangement with four replications. The results from the field experiment show that the high levels of straw above ground, isolated, were not efficient to control completely the weeds, and that high levels of velvet bean`s straw decreased the corn potential yield. The greenhouse trials showed that high levels of oat straw prevent the scape of atrazine to soil, this effect of oat straw upon the herbicide availability on soil was detected up to 12 days after spraying. The half-life of atrazine sprayed over oat straw varied from 7 to 14 days after spraying, while the half-life of atrazine sprayed over velvet bean varied from 5 to 14 days after spraying. Increasing oat straw levels presents the capacity to reduce the lixiviation of atrazine in the soil profile, however, this effect was not verified when using velvet bean straw, because the herbicide was not detected in the soil profile, at 21 days after spraying. The chromatographic analysis indicate thatthe atrazine concentrates closer to the soil surface regardless of amount of straw, not being detected deeper than 8 cm in the soil. The accumulated mineralization of 14C-arazine sprayed over V. sativa is superior if compared to soils with S. cereale or non-covered soils. The sorption coefficient of atrazine is superior when sprayed over straw than over the soil.

Fração de mineralização de compostos nitrogenados de lodos de esgoto: protocolo de laboratório.

A geração excessiva de nitrato é um dos grandes riscos ambientais da aplicação de lodos de esgoto em solos, pela possibilidade da contaminação de corpos d'água. Para o cálculo da quantidade de lodo de esgoto a ser aplicada a solos agrícolas, um dos critérios que podem ser utilizados baseia-se na quantidade de N inorgânico que o resíduo poderá gerar: a fração de mineralização de nitrogênio (FMN). Como há poucas estimativas desse índice no Brasil, quanto a tipos de solo, clima e tipos de tratamentos aplicados aos esgotos, o valor atualmente preconizado pelos órgãos regulatórios é baseado em dados obtidos em clima temperado (Cetesb, 1999; Conama, 2006). O objetivo deste trabalho é apresentar um protocolo para obtenção de estimativas para a FMN de lodos de esgoto aplicados em solos.

Fração de mineralização de nitrogênio de lodos de esgoto.

Os lodos de esgoto atuais correspondem a uma fonte potencial de riscos à saúde pública e ao ambiente (CONAMA, 2006). No Brasil, trabalhos técnicos relatam aumentos de produtividade em diversas culturas e/ou sistemas de produção com o uso agrícola de lodos de esgoto. Porém, esses resultados agronômicos só podem ser considerados positivos se não houver prejuízo ao ambiente, e há poucas informações disponíveis quanto ao efeito ambiental desses resíduos, em nossos solos. Dessa forma, para garantir o uso adequado de lodos de esgoto como condicionadores de solos agrícolas, diversos requisitos devem ser avaliados, visando-se evitar ou limitar problemas que possam decorrer do uso dessa prática, seja no solo, nos cultivos ou no ambiente em geral. Em lodos de esgoto, é economicamente relevante o seu elevado teor em nitrogênio (N). Esse nutriente, quando aplicado na maioria dos solos tropicais, tem efeito fertilizante visível no desenvolvimento e na produtividade das culturas, mas também é um poluente potencial de águas subsuperficiais se aplicado em excesso. Por esse motivo, o potencial de mineralização de N orgânico contido em lodos de esgoto é um dos critérios técnicos considerados para o estabelecimento de doses de aplicação seguras, que gerem N mineral em função da capacidade de absorção das raízes, minimizando-se a lixiviação de nitrato no perfil do solo. O objetivo deste trabalho foi estimar a fração de mineralização (FM) do N orgânico de lodos de esgoto aplicados em Latossolo, utilizando-se a metodologia de lixiviação em colunas de percolação.

Contribuição à gestão ambiental de lodo de esgoto em solos tropicais: determinação da fração de mineralização de compostos nitrogenados.

As quantidades de lodo de esgoto a serem aplicadas a solos agrícolas são determinadas em função de diversos critérios. Um desses critérios considera a quantidade de nitrogênio inorgânico que o resíduo poderá gerar no solo, como nitrato, durante sua mineralização. A prática vigente atualmente no Brasil para definição de dosagens de lodo de esgoto a aplicar em solos agrícolas é determinada pelo CONAMA - Conselho Nacional do Meio Ambiente. Na Resolução 375, publicada em 2006 por esse órgão, recomenda-se a utilização do valor de 20% de disponibilização de N para lodos de esgoto que passem pelo tratamento anaeróbio. Esse valor, entretanto, baseia-se em dados obtidos para solos em climas temperados. Em solos tropicais, já se dispõe de dados de pesquisa, que preconizam índices de disponibilização de N superiores aos da atual legislação. Como o nitrato é altamente lixiviável no perfil do solo, se for gerado em quantidades superiores às absorvidas pelas plantas, torna-se um poluente potencial de águas subsuperficiais. Por essa razão, há necessidade de pesquisas com maior número de solos, dada a grande extensão do território brasileiro, visando-se o estabelecimento e validação de índices locais de disponibilização de N em solos tratados com lodos de esgoto. Porém, ainda não se dispõe de um protocolo específico para a determinação da fração de mineralização de compostos nitrogenados de lodos de esgoto utilizados na agricultura. Visando contribuir para isso, foi estabelecido neste trabalho um protocolo para a determinação da fração de mineralização de compostos de N presentes em lodos de esgoto, quando aplicados em solos agrícolas. Nele, são estabelecidas, passo a passo, as etapas para a estimativa desse índice, utilizando-se as metodologias usuais no Brasil em análises de solo e de resíduos. São apresentados ao final do protocolo resultados experimentais que mostram taxas de mineralização de nitrogênio superiores a estipulada na atual legislação.

Implicações do uso de lodo de esgoto como fertilizante em culturas anuais: acidez do solo.

A utilização de lodo de esgoto na agricultura traz o benefício da reciclagem da energia (representada pela matéria orgânica) e dos nutrientes nele contidos, em especial o nitrogênio, pelo seu valor econômico. E traz como riscos a possibilidade de contaminação ambiental com nitrato, metais pesados e, ou produtos orgânicos tóxicos. Em solos com pH próximos à neutralidade a solubilidade de elementos tóxicos às plantas ou aos animais é baixa, e ocorrem condições biológicas favoráveis à decomposição do resíduo. No entanto, a mineralização dos lodos de esgoto induz à acidificação do solo, devido principalmente à formação de ácidos orgânicos e à ocorrência de reações de nitrificação. Por estas razões a acidez deve ser monitorada, com o objetivo de verificar quando é necessária a calagem. Considerando-se estes aspectos, apresentam-se neste trabalho dados de pH de experimento conduzido em campo, com duas aplicações sucessivas de lodo de esgoto, em dois cultivos de milho. Avaliaram-se duas doses do resíduo, um de origem urbana e outro de origem urbano-industrial. A quantidade de lodo a aplicar foi calculada em função do N potencialmente disponível às plantas e da recomendação agronômica de adubação nitrogenada para milho, critério utilizado por órgãos ambientais para evitar lixiviação de nitrato no perfil do solo; estudando-se também o dobro dessa dose. Os resultados evidenciaram diferentes potenciais de acidificação para os dois lodos de esgoto. Na primeira aplicação, o lodo de esgoto urbano acidificou o solo na dose recomendada (1N) e na dose 2N; o lodo de esgoto urbano-industrial acidificou o solo somente na dose 2N. A reaplicação dos dois lodos acidificou o solo, tanto na dose recomendada quanto no dobro da mesma. Verificou-se, assim, que o potencial acidificante do lodo de Franca pode ser um fator mais restritivo que o teor de N quando se calculam doses ambientalmente seguras a aplicar em solos.

Mineralização de compostos nitrogenados após aplicações de lodos de esgoto em quatro cultivos de milho.

O teor de N disponível em solos tratados com lodo de esgoto é um dos fatores restritivos à aplicação do resíduo em grandes volumes na agricultura, e deve ser utilizado nas normas que regulamentam seu uso agrícola com o fim de evitar a contaminação ambiental do solo e corpos d?água com nitrato. Quando se aplica o resíduo pela primeira vez em um solo, a disponibilização de N mineral a partir de compostos orgânicos naturais do solo não é diretamente considerada no cálculo da taxa de aplicação máxima, e este procedimento é comum também nas recomendações de adubação mineral. Porém, a aplicação continuada desses resíduos pode causar efeitos residuais acumulativos na geração de N mineral, o que implicaria recomendações específicas para reaplicações em uma mesma área. O objetivo deste trabalho foi avaliar a disponibilidade potencial de N mineral em um Latossolo previamente tratado com lodos de esgoto e com quatro cultivos sucessivos de milho. Amostras de solo da camada de 0?20 cm foram coletadas em subparcelas de um experimento realizado em campo, entre 1999 e 2002, em Jaguariúna (SP), onde foram aplicados 0, 14.716, 29.432, 58.864 e 117.728 kg ha-1 de lodo de origem urbana (Franca, SP) e 0, 22.700, 45.400, 90.800 e 181.600 kg ha-1 de lodo produzido a partir de esgotos urbanos e industriais (Barueri, SP). As doses foram parceladas em quatro aplicações anuais consecutivas. Em laboratório, essas amostras foram incubadas durante 15 semanas. As análises iniciais dos solos evidenciaram que houve efeito residual das aplicações prévias dos lodos sobre o acúmulo de N orgânico e de nitrato. No final da incubação, houve acúmulo de N inorgânico no solo e diminuição do pH em função da maior geração de nitrato com as doses crescentes dos lodos de esgoto. O potencial de mineralização estimado pelo modelo exponencial simples foi de 28 mg kg-1 de N no tratamento sem lodo, e crescente, de 28 para 100 mg kg-1 de N, nos tratamentos com lodo de Franca, e de 40 para 113 mg kg-1 de N tratamentos com lodo de Barueri. Concluiu-se que os efeitos residuais acumulados no solo devem ser considerados quando se pretender fazer novas aplicações de lodos de esgoto num mesmo local. Os potenciais de mineralização de compostos de N do solo e do lodo que será utilizado, além do acúmulo de nitrato no perfil do solo, devem ser determinados e considerados para o cálculo da dose da próxima aplicação.

Mineralização de compostos nitrogenados de lodos de esgoto na quinta aplicação em latossolo.

Em sistemas agrícolas em que se aplica lodo de esgoto, devem ser consideradas as necessidades de N das plantas e, simultaneamente, evitar a geração de excesso de nitrato, poluente potencial de águas subsuperficiais. Para isso, na determinação das quantidades máximas a serem aplicadas em determinado cultivo, devem-se conhecer algumas propriedades do lodo de esgoto e do solo. Uma delas é a fração de mineralização de compostos nitrogenados orgânicos (FMN) contidos nos resíduos que serão mineralizados durante o ciclo da cultura. Essa quantidade, somada ao N na forma mineral contido no lodo, fornece a quantidade de N do lodo de esgoto que ficará disponível durante a safra. Este trabalho teve como objetivo determinar se as aplicações anteriores de lodo de esgoto, feitas em um Latossolo, alteram a FMN do resíduo recentemente aplicado. O solo foi previamente tratado, em quatro cultivos sucessivos de milho, com quatro doses e dois tipos de lodo de esgoto, um de origem urbana (Franca, SP) e outro de origem urbano-industrial (Barueri, SP). O experimento de mineralização foi instalado em laboratório, com delineamento experimental em blocos casualizados e três repetições, realizado durante 15 semanas. As doses dos lodos de esgoto estudadas, na quinta aplicação, corresponderam a 160, 320, 640 e 1.280 mg kg-1 de N orgânico. Em sete épocas, foram determinados o pH e os teores de N nas formas amoniacal e nítrica. A FMN foi calculada com os dados obtidos para a mineralização líquida medida 105 dias após o início da incubação. Os comportamentos dos dois tipos de lodo foram similares, com taxa de mineralização inicial elevada. Os teores de amônio mantiveram-se baixos logo após o início da incubação até o final, com aumento linear nos teores de nitrato. Houve maior acúmulo de nitrato para as maiores doses aplicadas. O potencial de mineralização dos tratamentos, estimado pelo modelo exponencial simples, variou entre 58 e 284 mg kg-1 de N. Não houve efeito das quantidades de resíduos previamente aplicadas ao Latossolo sobre a ração de mineralização do N orgânico recentemente aplicado via lodo de esgoto, com confiabilidade de 95 %. Os resultados mostraram que, em reaplicações na mesma área, as doses de lodo de esgoto devem ser menores do que as doses calculadas para aplicação única, devido ao N residual acumulado no solo, tanto na forma orgânica quanto inorgânica.

Mineração de nitrogênio em solo tratado com compostos de lixo urbano do estado de São Paulo.

A determinação da fração de mineralização de nitrogênio (FMN) originário de compostos de lixo urbano (CLU) adicionados aos solos agrícolas pode ser uma importante ferramenta para cálculo da dose de resíduo, minimizando riscos de contaminação de coleções hídricas por nitrato. O presente estudo avaliou a FMN de 4 CLUs adicionados em 4 diferentes doses a um Latossolo. Os resultados mostraram que a FMN variou conforme o tipo de CLU e aumentou com a diminuição da dose de composto aplicada e que a fase de estabilização da mineralização de nitrogênio adicionado ao solo não foi atingida na maioria dos tratamentos, durante o tempo de incubação avaliado.

Fração mineralizável de nitrogênio em solo tratado sucessivamente com lodo de esgoto.

A taxa de mineralização de nitrogênio oriundo de lodo de esgoto é utilizada para calcular a dose adequada de resíduo a ser aplicada ao solo. A Resolução CONAMA optou por utilizar porcentagens fixas de N mineralizável, dependendo do tipo de lodo de esgoto. Entretanto, a maioria das informações sobre a porcentagem de N mineralizável foi obtida a partir de solos que nunca receberam o resíduo anteriormente. O presente estudo avaliou a mineralização de N de solos que receberam por 5 anos doses diferentes de lodo de esgoto. Os resultados mostraram que a FMN e o modelo de cinética de primeira ordem não foram adequados para a avaliação de solos que já haviam recebido o resíduo anteriormente.