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.

Frações de fósforo e simbiose micorrízica em floresta secundária em resposta a disponibilidade de água e nutrientes na Amazônia oriental

A disponibilidade de nutrientes, especialmente fósforo, e de água no solo influenciam fortemente a simbiose micorrízica em ecossistemas florestais. O objetivo do estudo foi avaliar o impacto da remoção de serapilheira e do aumento da disponibilidade de água no solo sobre a densidade de esporos e a colonização micorrízica em raízes apogeotrópicas e não-apogeotrópicas em floresta secundária na Amazônia oriental. Foram analisadas a porcentagem de colonização micorrízica de raízes finas (diâmetro ≤ 2 mm) apogeotrópicas e não-apogeotrópicas (presentes na camada de 0-10 cm do solo), a densidade de esporos, o teor de glomalina e a disponibilidade de fósforo no solo. A remoção de serapilheira não reduziu a disponibilidade de fósforo no solo. A densidade de esporos também não foi afetada pela remoção de serapilheira. De forma geral, as variáveis estudadas variaram sazonalmente, com exceção da colonização micorrízica em raízes não-apogeotrópicas e do teor de glomalina, mas não foram afetadas pela alteração na disponibilidade de água no solo decorrente da irrigação. Danos mecânicos ao sistema radicular apogeotrópico, inerentes à remoção quinzenal da serapilheira, devem ter contribuído para reduzir a colonização micorrízica em raízes apogeotrópicas e não-apogeotrópicas e, consequentemente, o teor de glomalina no solo. Os resultados deste estudo sugerem que a redução da cobertura do solo pode impactar negativamente a simbiose fungo-planta.

La biodiversidad microbiana del suelo y su rol en el manejo de enfermedades causadas por hongos de suelo en soja. Soil microbial diversity and its key role in the management of soybean diseases caused by fungi.

Las poblaciones microbianas juegan un rol fundamental en la estabilidad de los sistemas agrícolas e indican los niveles de salud de un suelo, tanto que pueden ser utilizadas como indicadores de sustentabilidad de un agroecosistema. Los microorganismos reflejan el efecto que tienen las prácticas agrícolas sobre el suelo a través de modificaciones en la abundancia (biodiversidad estructural) y actividades de sus poblaciones (como control biológico de los patógenos, entre otras). Al cuantificarse la biodiversidad microbiana nativa se puede conocer la riqueza de un agroecosistema y utilizarla para el manejo sustentable de hongos patógenos. En este trabajo se evaluará el efecto de la rotación de cultivo (soja-maíz y soja en monocultivo) y los sistemas de labranza (siembra directa y labranzas reducida) sobre la biodiversidad microbiana. Se cuantificarán a partir de suelo: poblaciones de hongos y bacterias totales; agentes potenciales de biocontrol de como Trichoderma spp., Gliocladium spp. y micorrizas vesículo arbusculares (mediante la cuantificación de glomalina), biomasa y respiracion microbiana, y la biodiversidad de comunidades de microorganismos que habitan en el suelo mediante el análisis de perfiles de ácidos grasos (PLFA). Al final del ciclo de cultivo de soja se cuantificará la incidencia de enfermedades causadas por hongos de suelo. Dada la gran abundancia y diversidad de los microorganismos del suelo, las metodologías que se emplearán permitirán obtener información global de la riqueza microbiana de un agro-ecosistema. Se relacionará la biodiversidad microbiana con la incidencia de enfermedades por hongos de suelo, en respuesta a diferentes prácticas de manejo. Esto permitirá aprender a combinar las tecnologías para mejorar los beneficios de la produccion y preservar el agroecosistema en el marco de una agricultura sustentable, y no de una agricultura sostenida por insumos.

Micorriza arbuscular e a tolerância das plantas ao estresse

Fungos micorrízicos arbusculares (FMAs) são fungos de solo, biotróficos obrigatórios e formadores da simbiose mutualista mais comum na natureza: a micorriza arbuscular (MA). Essa associação ocorre nas raízes da maioria das plantas terrestres, promovendo melhorias no crescimento, desenvolvimento e aumento na tolerância e, ou, resistência das plantas a vários agentes ambientais adversos. Além disso, os FMAs podem ser utilizados como potenciais agentes de controle biológico de doenças de plantas. Esses fungos produzem ainda glomalina, uma proteína que desempenha papel fundamental na estabilidade do solo e bioestabilização de solos contaminados. As diferentes respostas das plantas a essa simbiose podem ser atribuídas à diversidade funcional das MAs, em função da interação FMA-planta-condições ambientais. O estabelecimento e funcionamento da MA durante as condições de estresse envolvem um complexo processo de reconhecimento e desenvolvimento, concomitantemente às alterações bioquímicas, fisiológicas e moleculares em ambos os simbiontes. Além disso, a colonização micorrízica das raízes tem impacto significativo na expressão de genes de diversas plantas que codificam proteínas presumivelmente envolvidas na tolerância ao estresse. Nesse contexto, considerando que os FMAs são essenciais no estabelecimento e adaptação das plantas em locais perturbados, nesta revisão são abordados os mecanismos fisiológicos e moleculares da associação MA responsáveis por essa adaptação e pela maior tolerância das plantas ao estresse.

Ocorrência e atividade de fungos micorrízicos arbusculares em plantios de eucalipto (eucalyptus sp.) no litoral norte da Bahia, Brasil

Nas últimas décadas, tecnologias alternativas vêm sendo estudadas visando tornar o cultivo do eucalipto (Eucalyptus sp.) mais econômico e sustentável. Entre estas, as associações micorrízicas merecem destaque devido aos inúmeros benefícios que proporcionam às plantas hospedeiras. Este trabalho teve como objetivo avaliar a ocorrência e atividade de fungos micorrízicos arbusculares em plantios de eucalipto utilizados comercialmente pela Copener Florestal Ltda. no litoral norte da Bahia. Foi observada grande variabilidade na densidade de esporos (36,2 a 203,2 esporos em 50 g de solo), colonização micorrízica (10,6 a 57,8%) e nos teores de glomalina facilmente extraível e total (0,34 a 1,92 mg g de solo-1 e 0,48 a 3,88 mg g de solo-1) nos plantios de eucalipto. Os resultados neste estudo permitiram concluir que, embora os clones apresentem suscetibilidade à micorrização em condições de campo, variações nas características do solo afetam aspectos ecológicos dos fungos micorrízicos arbusculares nos plantios de eucalipto da Copener Florestal Ltda. no litoral norte da Bahia.

O papel da comunidade de fungos micorrízicos arbusculares (FMA) autóctones no desenvolvimento de espécies vegetais nativas em área de dunas de restinga revegetadas no litoral do Estado da Paraíba

A simbiose entre fungos micorrízicos arbusculares (FMA) com raízes de plantas vasculares constitui uma das mais importantes formas de mitigar o impacto das áreas pertubadas. O trabalho objetivou caracterizar a comunidade de FMA presente no solo de área de duna revegetada e avaliar sua influência sobre o desenvolvimento de espécies nativas. Foi realizada coleta de solo durante o período chuvoso em área revegetada, avaliando-se: produção de proteínas do solo relacionadas à glomalina (PSRG), densidade e diversidade de glomerosporos. A influência da comunidade nativa de FMA foi determinada para duas espécies vegetais nativas: Tabebuia roseo-alba (Ridl.) Sandw. (peroba) e Tocoyena selloana Schum. (jenipapo-bravo). Para cada espécie foram testados dois tratamentos - solo nativo (SN) e solo nativo desinfestado (SND) - em delineamento inteiramente casualizado com 10 repetições. Ao final foram avaliados: altura, diâmetro do caule, número de folhas, área foliar, biomassa seca e conteúdo de nutrientes nas partes aérea e radicular, densidade de glomerosporos, colonização micorrízica hifálica, arbuscular, vesicular e total e produção de proteínas do solo relacionadas à glomalina (PSRG). O solo da área de duna revegetada apresentou 1 glomerosporo g-1 de solo e 1,20 ± 0,04 mg PSRG g-1 solo, sendo identificadas seis espécies de FMA. Maior desenvolvimento vegetal e fúngico ocorreram no SN. A colonização micorrízica na peroba foi de 80% e no jenipapo-bravo 60%. Os FMA estão presentes em áreas revegetadas após extração de minérios, e contribuem para o crescimento das espécies nativas testadas em condições de casa de vegetação, sugerindo assim, que o desempenho dessas plantas é influenciado pela simbiose micorrízica arbuscular.

Agregação do solo e ocorrência de fungos micorrízicos arbusculares em sistemas de rotação de culturas

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

Colonização micorrízica arbuscular em floresta secundária na Amazônia sob remoção de serrapilha e irrigação do solo

Avaliou-se o efeito da alteração de disponibilidade de substrato (serapilheira) e água sobre a colonização micorrízica arbuscular e atributos químicos do solo em floresta secundária na Amazônia oriental. Foi analisada a porcentagem de colonização micorrízica (PCM) de raízes apogeotrópicas e raízes presentes na superfície de 0-10 cm do solo, densidade de esporos, produção de glomalina e atributos físico-químicos nos solos de quatro parcelas de tratamento de remoção de serapilheira, quatro parcelas de tratamento de irrigação e quatro parcelas controle. As parcelas medem 20 m x 20 m. Em cada parcela foi coletado quatro amostras simples de solo e raízes distribuídas em quatro áreas. Os resultados mostraram que o tratamento de remoção de serapilheira reduziu significativamente a PCM nas raízes apogeotrópicas e nas de 0-10 cm de profundidade do solo, mas não influenciou na densidade de esporos. A remoção de serapilheira também diminuiu a disponibilidade de nitrogênio e carbono orgânico no solo, mas apesar disso não houve influencia da redução da disponibilidade de nutrientes no solo para a colonização micorrízica. A glomalina que é produzida pelas hifas das micorrizas arbusculares, e fica agregada a matéria orgânica do solo também foi reduzida pelo tratamento de remoção de serapilheira. O tratamento de irrigação não afetou a PCM, assim como densidade de esporos no solo e também não alterou a disponibilidade de nutrientes. O estudo permitiu mostrar que mudanças na cobertura do solo podem causar sérios danos a simbiose fungo-planta.

Arbuscular mycorrhizal fungal communities and soil aggregation as affected by cultivation of various crops during the sugarcane fallow period

Management systems involving crop rotation, ground cover species and reduced soil tillage can improve the soil physical and biological properties and reduce degradation. The primary purpose of this study was to assess the effect of various crops grown during the sugarcane fallow period on the production of glomalin and arbuscular mycorrhizal fungi in two Latosols, as well as their influence on soil aggregation. The experiment was conducted on an eutroferric Red Latosol with high-clay texture (680 g clay kg-1) and an acric Red Latosol with clayey texture (440 g kg-1 clay) in Jaboticabal (São Paulo State, Brazil). A randomized block design involving five blocks and four crops [soybean (S), soybean/fallow/soybean (SFS), soybean/millet/soybean (SMS) and soybean/sunn hemp/soybean (SHS)] was used to this end. Soil samples for analysis were collected in June 2011. No significant differences in total glomalin production were detected between the soils after the different crops. However, total external mycelium length was greater in the soils under SMS and SHS. Also, there were differences in easily extractable glomalin, total glomalin and aggregate stability, which were all greater in the eutroferric Red Latosol than in the acric Red Latosol. None of the cover crops planted in the fallow period of sugarcane improved aggregate stability in either Latosol.

Amelioration of a degraded acid soil from SW Spain by no-tillage and Ca-amendment

En los suelos, el exceso de acidez lleva asociado deficiencias en ciertos nutrientes y una alta disponibilidad de aluminio, tóxico para los cultivos propios del ambiente mediterráneo. Su laboreo, provoca la pérdida de materia orgánica (MO), deteriora su estructura y reduce la actividad biológica, provocando en última instancia una menor calidad del suelo. Es de esperar pues que cuando se labran suelos ácidos, sus problemáticas particulares tiendan a agravarse. En nuestra zona de estudio, la “raña” de Cañamero (Extremadura, España), predominan los suelos muy ácidos y degradados por un laboreo inadecuado. Las rañas constituyen amplias plataformas casi horizontales, con unos suelos muy viejos (Palexerults), que se caracterizan por tener el complejo de cambio dominado por el aluminio, y un pH ácido que decrece en profundidad. Poseen un potente horizonte Bt rico en arcillas caoliníticas, que propicia que en periodos con exceso de lluvia, se generen capas colgadas de agua cercanas a la superficie. En torno a los años 1940’s estos suelos, que previamente sostenían un alcornocal, o su matorral de sustitución, se pusieron en cultivo. El laboreo aceleró la mineralización de la materia orgánica, agravó los problemas derivados del exceso de acidez y condujo al abandono de los campos cultivados por falta de productividad. Para recuperar la calidad de estos suelos degradados y obtener unos rendimientos compatibles con su uso agrícola es necesario, por un lado, aplicar enmiendas que eleven el pH y reduzcan la toxicidad del aluminio y, por otro, favorecer el incremento en el contenido en MO. En 2005 se implantó en esta raña un ensayo de campo para estudiar la influencia del no laboreo y de la utilización de una enmienda cálcica en parámetros relacionados con la calidad del suelo en un cultivo forrajero. El diseño experimental fue en parcelas divididas con cuatro repeticiones donde el factor principal fue el tipo de laboreo, no laboreo (NL) frente a laboreo convencional (LC), y el factor secundario el uso o no de una enmienda cálcica. La enmienda consistió básicamente en una mezcla de espuma de azucarería y yeso rojo y se incorporó al comienzo del ensayo hasta los 7 cm de profundidad. Desde el comienzo del ensayo el NL influyó positivamente en el contenido de carbono orgánico total (COT) y particulado (COP), mientras que la enmienda tuvo una ligera influencia al principio del ensayo en ambos pero su efecto positivo se desvaneció con el paso del tiempo. Los mayores contenidos en COT y POC se observaron cuando se combinó el NL con la enmienda. La enmienda incrementó con rapidez el pH, y el Ca, y disminuyó el contenido en aluminio hasta una profundidad de 50 cm, incluso en NL, y mejoró ligeramente la agregación del suelo. El NL por sí solo, gracias al aumento en POC, TOC y las proteínas del suelo relacionadas con la glomalina (PSRG), que son capaces de formar compuestos estables no tóxicos con el aluminio, también contribuyó a la reducción de la toxicidad de aluminio en la capa más superficial. Cuando en las campañas con exceso de precipitaciones se generaron capas colgadas de agua próximas a la superficie, el NL generó unas condiciones más favorables para la germinación y desarrollo del cultivo, resultando en una producción más alta que el LC. A ello contribuyó la mayor capacidad de almacenamiento de agua y la mayor transmisividad de esta hacia abajo, en la capa más superficial (0-5 cm) que propició una menor saturación por agua que el LC. Respecto a los parámetros relacionados con la agregación, el NL aumentó los macroagregados hasta los 10 cm de profundidad y favoreció la acumulación de CO y N en todas las fracciones de tamaño de agregados. Sin embargo, la recuperación del grado de macroagregación tras el cese del laboreo resulta lenta en comparación con otros suelos, posiblemente debido al bajo contenido en arcilla en el horizonte Ap. En comparación con el NL, la enmienda mostró también un efecto positivo, aunque muy ligero, en la agregación del suelo. En contradicción con otros estudios en suelos ácidos, nuestros resultados indican la existencia de una jerarquía de agregados, y destacan el papel importante de la MO en la mejora de la agregación. Tanto el NL como la enmienda favorecieron por separado varias propiedades químicas, físicas y biológicas del suelo, pero, en general, encontramos los mayores beneficios con su uso combinado. Además, a largo plazo el efecto positivo de NL en las propiedades del suelo fue en aumento, mientras que el efecto beneficioso de la enmienda se limitó básicamente a las propiedades químicas y se desvaneció en pocos años. Destacamos que las condiciones meteorológicas a lo largo del ensayo beneficiaron la producción de biomasa en NL, y en consecuencia las propiedades relacionadas con la materia orgánica, por lo que son un factor a tener en cuenta a la hora de evaluar los efectos de la enmienda y el laboreo sobre las propiedades del suelo, especialmente en zonas donde esas condiciones son muy variables entre una campaña y otra. Los resultados de este estudio han puesto de manifiesto que el NL no ha mermado la eficacia de la enmienda caliza, posiblemente gracias a la alta solubilidad de la enmienda aplicada, es más, el manejo con NL y enmienda es el que ha favorecido en mayor medida ciertos parámetros de calidad del suelo. Por el contrario el LC sí parece anular los beneficios de la enmienda en relación con las propiedades relacionadas con la MO. Por tanto, cabe concluir que la combinación de NL y la enmienda es una práctica adecuada para mejorar las propiedades químicas y físicas de suelos ácidos degradados por el laboreo. ABSTRACT Excessive acidity in soils is associated with deficiencies in certain nutrients and high concentrations of available aluminum, which is toxic for most Mediterranean crops. Tilling these soils results in the loss of soil organic matter (SOM), damages soil structure and reduces biological activity, ultimately degrading soil quality. It is expected, therefore, that when acid soils are tilled, their particular problems will tend to get worse. In our study area, the "Cañamero’s Raña” (Extremadura, Spain), acid soils degraded by an inappropriate tillage prevail. Rañas are large and flat platforms with very old soils (Palexerults), which are characterized by an exchange complex dominated by aluminum and an acid pH which decreases with depth. These soils have a strong Bt horizon rich in kaolinite clays, which encourages the formation of perched water-tables near the soil surface during periods of excessive rain. During the first third of the 20th century, these soils, that previously supported cork oak or its scrub replacement, were cultivated. Tillage accelerated the mineralization of the SOM, aggravating the problems of excessive acidity, which finally led to the abandonment of the land due to low productivity. To recover the quality of these degraded soils and to obtain consistent yields it is necessary, first, to apply amendments to raise the pH and reduce aluminum toxicity, and second to encourage the accumulation of SOM. In 2005 a field trial was established in the Raña to study the influence of no-tillage and the use of a Ca-amendment on soil quality related parameters in a forage crop agrosystem. The experimental design was a split-plot with four replicates where the main factor was tillage type, no-tillage (NT) versus traditional tillage (TT) and the secondary factor was the use or not of a Ca-amendment. The Ca-amendment was a mixture of sugar foam and red gypsum that was incorporated into the top 7 cm of the soil. Since the beginning of the experiment, NT had a positive influence on total and particulate organic carbon (TOC and POC, respectively), while the Ca-amendment had a small positive influence at the beginning of the study but its effect diminished with time. The highest TOC and POC contents were observed when NT and the Ca-amendment were combined. The Ca-amendment, even under NT, rapidly increased pH and Ca, and decreased the aluminum content to a depth of 50 cm, as well as improving soil aggregation slightly. NT, due to the increased POC, TOC and Glomalin-related soil proteins (GRSP), which can form stable non-toxic compounds with aluminum, also contributed to the reduction of aluminum toxicity in the upper layer. When perched water-tables near the soil surface were formed in campaigns with excessive rainfall, NT provided more favorable conditions for germination and crop development, resulting in higher yields compared with TT. This was directly related to the higher water storage capacity and the greater transmissivity of the water downwards from the upper layers, which led to lower water saturation under NT compared with TT. With regards to the aggregation-related parameters, NT increased macroaggregation to a depth of 10 cm and favored the accumulation of OC and N in all aggregate size fractions. However, the degree of recovery of macroaggregation after tillage ceased was slow compared with other soils, possibly due to the low clay content in the Ap horizon. Compared with NT, the Ca-amendment had a slight positive effect on soil aggregation. In contrast to other studies in acid soils, our results indicate the existence of an aggregate hierarchy, and highlight the important role of SOM in improving aggregation. Both NT and the Ca-amendment separately favored various chemical, physical and biological soil properties, but in general we found the greatest benefits when the two treatments were combined. In addition, the positive effect of NT on soil properties increased with time, while the beneficial effect of the Ca-amendment, which was limited to the chemical properties, vanished after a few years. It is important to note that the meteorological conditions throughout the experiment benefited biomass production under NT and, as a consequence, organic matter related properties. This suggests that meteorological conditions are a factor to consider when evaluating the effects of Ca-amendments and tillage on soil properties, especially in areas where such conditions vary significantly from one campaign to another. The results of this study show that NT did not diminish the effectiveness of the Ca-amendment, possibly due to the high solubility of the selected amendment. Moreover, the combination of NT and the Ca-amendment was actually the management that favored certain soil quality parameters the most. By contrast, TT seemed to nullify the benefits of the Ca-amendment with regards to the OM related properties. In conclusion, the combination of NT and the application of a Ca-amendment is an advisable practice for improving the chemical and physical properties of acid soils degraded by tillage.