Does repeated burial of skeletal muscle tissue (Ovis aries) in soil affect subsequent decomposition?

The repeated introduction of an organic resource to soil can result in its enhanced degradation. This phenomenon is of primary importance in agroecosystems, where the dynamics of repeated nutrient, pesticide, and herbicide amendment must be understood to achieve optimal yield. Although not yet investigated, the repeated introduction of cadaveric material is an important area of research in forensic science and cemetery planning. It is not currently understood what effects the repeated burial of cadaveric material has on cadaver decomposition or soil processes such as carbon mineralization. To address this gap in knowledge, we conducted a laboratory experiment using ovine (Ovis aries) skeletal muscle tissue (striated muscle used for locomotion) and three contrasting soils (brown earth, rendzina, podsol) from Great Britain. This experiment comprised two stages. In Stage I skeletal muscle tissue (150 g as 1.5 g cubes) was buried in sieved (4.6 mm) soil (10 kg dry weight) calibrated to 60% water holding capacity and allowed to decompose in the dark for 70 days at 22 °C. Control samples comprised soil without skeletal muscle tissue. In Stage II, soils were weighed (100 g dry weight at 60% WHC) into 1285 ml incubation microcosms. Half of the soils were designated for a second tissue amendment, which comprised the burial (2.5 cm) of 1.5 g cube of skeletal muscle tissue. The remaining half of the samples did not receive tissue. Thus, four treatments were used in each soil, reflecting all possible combinations of tissue burial (+) and control (−). Subsequent measures of tissue mass loss, carbon dioxide-carbon evolution, soil microbial biomass carbon, metabolic quotient and soil pH show that repeated burial of skeletal muscle tissue was associated with a significantly greater rate of decomposition in all soils. However, soil microbial biomass following repeated burial was either not significantly different (brown earth, podsol) or significantly less (rendzina) than new gravesoil. Based on these results, we conclude that enhanced decomposition of skeletal muscle tissue was most likely due to the proliferation of zymogenous soil microbes able to better use cadaveric material re-introduced to the soil.

Microbial decomposition of skeletal muscle tissue (Ovis aries) in a sandy loam soil at different temperatures

A laboratory experiment was conducted to determine the effect of temperature (2, 12, 22 °C) on the rate of aerobic decomposition of skeletal muscle tissue (Ovis aries) in a sandy loam soil incubated for a period of 42 days. Measurements of decomposition processes included skeletal muscle tissue mass loss, carbon dioxide (CO2) evolution, microbial biomass, soil pH, skeletal muscle tissue carbon (C) and nitrogen (N) content and the calculation of metabolic quotient (qCO2). Incubation temperature and skeletal muscle tissue quality had a significant effect on all of the measured process rates with 2 °C usually much lower than 12 and 22 °C. Cumulative CO2 evolution at 2, 12 and 22 °C equaled 252, 619 and 905 mg CO2, respectively. A significant correlation (P<0.001) was detected between cumulative CO2 evolution and tissue mass loss at all temperatures. Q10s for mass loss and CO2 evolution, which ranged from 1.19 to 3.95, were higher for the lower temperature range (Q10(2– 12 °C)>Q10(12–22 °C)) in the Ovis samples and lower for the low temperature range (Q10(2–12 °C)Metabolic quotient and the positive relationship between skeletal muscle tissue mass loss and cumulative CO2 evolution suggest that tissue decomposition was most efficient at 2 °C. These phenomena may be due to lower microbial catabolic requirements at lower temperature.

Resíduos orgânicos como recondicionante de subsolo degradado e efeitos na atividade microbiana e fertilidade em cultivo de barbatimão

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Alterações microbiológicas, de fertilidade e de produtividade do arroz de terras altas em diferentes manejos de solo e água

In Brazil, the upland rice Culture system is predominant, but its water supply depends of precipitation and its distribution. Sol-lie practices or disturbances on soil conditions may cause alterations that call be detected by microorganisms, which are quite sensitive. This experiment was developed to study microbiological alterations (microbial biomass carbon (MBC), released CO2 (C-CO2), metabolic quotient (qCO(2)) and mycorrhization), as well as alterations in soil fertility and productivity of upland rice, cultivated under different soil and water managements. Cultivar BRS Talento was used in the experiment. The experimental design was a completely randomized block design, with four replications, using three soil managements: no-tillage (NT), heavy disk + leveling disk harrowing (HL), and chisel plowing + leveling disk harrowing (CL), plus three water managements: no irrigation (WD0); water depth 1 (WD1), with irrigation at the reproductive and maturation periods; and water depth 2 (WD2), with irrigation throughout the rice cycle. Autochthones arbuscular mycorrhizal fungi proved to be sensitive to soil and water management. The NT presented the highest values for MO, Ca, SB and V% and the lowest for H+A1. This management, together with irrigation at the reproductive and maturation periods of BRS Talento cultivar, promoted goods results for crop yield and microbiology characteristics.

Características biológicas do solo indicadoras de qualidade após dois anos de aplicação de biossólido industrial e cultivo de milho

A utilização agrícola de biossólidos tem sido muito incentivada, mas, como esses resíduos apresentam composição química variada, o valor agronômico e os efeitos sobre características indicadoras de qualidade do solo precisam ser avaliados caso a caso, a fim de estabelecer normas de segurança para uso desses materiais. Neste trabalho foram avaliadas características biológicas, após a aplicação, por dois anos consecutivos, de doses crescentes (0, 6, 12, 18 e 24 t ha-1 base seca) de um biossólido gerado por uma indústria de fibras e resinas PET e da adubação mineral completa no cultivo de milho, em um Cambissolo distrófico, comparados aos de uma área adjacente, sob Brachiaria sp. e sem cultivo nos últimos 10 anos, usada como referência. Os valores de C e N da biomassa microbiana, a respiração basal e as atividades das enzimas urease e beta-glicosidase e da hidrólise do diacetato de fluoresceína (FDA) aumentaram, enquanto a atividade da fosfatase ácida diminuiu com a elevação das doses de biossólido, porém estas não tiveram efeito sobre o quociente metabólico (qCO2). A diminuição da atividade da fosfatase se deveu ao aumento da disponibilidade de P no solo, não caracterizando efeito adverso da aplicação do biossólido. Com aplicação de 12 t ha-1 de biossólido (recomendação agronômica), a respiração e a hidrólise da FDA foram maiores e a atividade da fosfatase foi menor que a obtida no solo com adubação mineral, mas as demais características avaliadas não diferiram entre estes tratamentos. A colonização micorrízica de Brachiaria sp. não diferiu entre plantas de crescimento espontâneo nas parcelas anteriormente cultivadas com milho e aquelas da área adjacente. Apesar do menor número de esporos, verificou-se enriquecimento de espécies de fungos micorrízicos arbusculares (FMAs) nas parcelas cultivadas. O carbono orgânico (Corg) e a biomassa microbiana apresentaram alta correlação com os demais parâmetros avaliados, indicando que as alterações na quantidade e qualidade da matéria orgânica, promovidas pela aplicação do biossólido, refletiram na dinâmica da microbiota e influenciaram positivamente os parâmetros biológicos de qualidade do solo.

Efeito do sistema de plantio e doses do nicosulfuron sobre a atividade microbiana do solo

Objetivou-se com este trabalho avaliar o efeito do atrazine em mistura com nicosulfuron sobre a atividade microbiológica do solo em sistema de cultivo convencional ou semeadura direta. O estudo foi realizado em área de integração milho-braquiária, sendo feitas aplicações dos herbicidas atrazine + nicosulfuron em duas dosagens (1.500 + 10 e 1.500 + 30 g h-1) e mantidas duas áreas testemunhas: não capinada e capinada sem cultivo. Por ocasião do florescimento, foram retiradas amostras do solo em cada unidade experimental, para determinação da taxa de desprendimento de CO2, carbono da biomassa microbiana (CBM) e quociente metabólico (qCO2). Entre os sistemas de cultivo, a taxa de desprendimento de CO2 foi menor nas parcelas não capinadas. O CBM foi maior no sistema de plantio direto, sendo afetado negativamente pela ausência de vegetação. Menores valores para CBM foram observados nas amostras de solo das parcelas capinadas. Os maiores valores de qCO2 foram observados no sistema convencional. No sistema de plantio direto não se verificou diferença entre os tratamentos cujo solo recebeu herbicida e o isento de capinas. Dessa forma, pode-se concluir que os indicadores microbiológicos avaliados foram sensíveis aos tratamentos propostos, indicando menor distúrbio ao solo quando em sistema de semeadura direta. Entretanto, na integração lavoura-pecuária em sistema convencional de cultivo, o efeito negativo dos herbicidas é aumentado com o incremento na dose do nicosulfuron.

Plantas daninhas, atributos biológicos e elementos-traço em latossolo tratado com lodo de esgoto por treze anos consecutivos

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Biomassa microbiana e atividade enzimática em solos do Estado de São Paulo sob vegetação nativa e cultivados

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Fontes e doses de adubação nitrogenada na atividade microbiana, colonização micorrízica e fertilidade em solo com Brachiaria brizantha

Pós-graduação em Ciência Animal - FMVA

Contribuições da micorrização e do Aspergillus niger, como solubilizador de fosfato, no crescimento de milho, em diferentes solos

Pós-graduação em Agronomia - FEIS

Uso de resíduos orgânicos como recondicionante de subsolo degradado e efeito na atividade microbiana, micorrização e crescimento do barbatimão

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Amenizantes em solo contaminado com bário

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Atributos de solos sob cultivo de frutíferas em sistemas de manejo convencional, em transição e orgânico no norte do estado do Piauí

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Influência da variação sazonal de atributos de fertilidade do solo sobre a biomassa microbiana em uma cronosseqüencia de plantio de palma de óleo (Elaeis oleifera (Kunth) Cortés) no Nordeste Paraense

O Brasil possui cerca de 32 milhões de hectares de áreas com aptidão para a expansão da cultura da palma de óleo e mais de 90% destas estão na Amazônia. Há necessidade de compreender a interação de novos plantios e de seu desenvolvimento com o meio ambiente. Este estudo foi conduzido em plantios comerciais da empresa Dendê do Pará SA (DENPASA) em Castanhal – Pará e avaliou o efeito da variação sazonal da precipitação sobre a fertilidade do solo e desta sobre a biomassa microbiana do solo em uma cronosseqüencia de plantios de palma de óleo com 5, 8 e 12 anos e floresta secundária. Foram mensurados/estimados e correlacionados os atributos do solo carbono da biomassa microbiana (C_BMS), carbono total (C_TOTAL), nitrogênio (N_TOTAL), respiração basal (RBS), quociente metabólico (qCO₂), relação carbono da biomassa microbiana/ carbono total (C_BMS:C_TOTAL), relação carbono/nitrogênio (C/N), umidade gravimétrica (Ug), fósforo (P), potássio (K), cálcio (Ca), magnésio (Mg), alumínio (Al), capacidade de troca efetiva de cátions (CTC) e saturação por alumínio (m). O C_BMS foi o atributo mais sensível para diferenciar as áreas do estudo e os períodos seco e chuvoso. Os atributos químicos de fertilidade do solo e a biomassa microbiana do solo apresentaram correlações significativas mais fortes e em maior número no período chuvoso. Os índices microbianos qCO₂ e C_BMS:C_TOTAL comprovaram que áreas de plantio convencional podem ser relativamente eficientes em relação à dinâmica do C em comparação a área de floresta secundária.

Chemical and biological properties of phosphorus-fertilized soil under legume and grass cover (Cerrado region, Brazil)

The use of cover crops has been suggested as an effective method to maintain and/or increase the organic matter content, while maintaining and/or enhancing the soil physical, chemical and biological properties. The fertility of Cerrado soils is low and, consequently, phosphorus levels as well. Phosphorus is required at every metabolic stage of the plant, as it plays a role in the processes of protein and energy synthesis and influences the photosynthetic process. This study evaluated the influence of cover crops and phosphorus rates on soil chemical and biological properties after two consecutive years of common bean. The study analyzed an Oxisol in Selvíria (Mato Grosso do Sul, Brazil), in a randomized block, split plot design, in a total of 24 treatments with three replications. The plot treatments consisted of cover crops (millet, pigeon pea, crotalaria, velvet bean, millet + pigeon pea, millet + crotalaria, and millet + velvet bean) and one plot was left fallow. The subplots were represented by phosphorus rates applied as monoammonium phosphate (0, 60 and 90 kg ha-1 P2O5). In August 2011, the soil chemical properties were evaluated (pH, organic matter, phosphorus, potential acidity, cation exchange capacity, and base saturation) as well as biological variables (carbon of released CO2, microbial carbon, metabolic quotient and microbial quotient). After two years of cover crops in rotation with common bean, the cover crop biomass had not altered the soil chemical properties and barely influenced the microbial activity. The biomass production of millet and crotalaria (monoculture or intercropped) was highest. The biological variables were sensitive and responded to increasing phosphorus rates with increases in microbial carbon and reduction of the metabolic quotient.