Measuring water retention in undisturbed samples of stony soils

Stony soils have been increasingly used for agriculture production; however, little is known about their hydraulic properties due to problems, such as sample deformation and hydraulic continuity between samples and suction devices when the sampling and measurements are accomplished with traditional techniques. In this study, the traditional ring sampling technique was replaced by the sampling of undisturbed soil blocks coated with paraffin wax to preserve their structure. A saturated paste of fine-grained mineral particles was used to ensure contact and hydraulic continuity between samples and suction devices (sand table and ceramic plates). This allowed us to determine 30 water retention curves for three stony soils with coarse particle contents (> 2 mm) ranging from zero to 69 %. The van Genuchten model was fitted to the measured retention data and the root mean square errors were between 0.0034 and 0.0331 m3 m­3, with no outliers or odd behavior in the retention curves. These results showed that consistent water retention curves for stony soils can be determined with the technique proposed. Fine-grained minerals sandwiched between the surface of suctions sources and sampled blocks improve hydraulic continuity between them. These techniques can be applied to determine water retention properties in structured soil samples with coarse particles where it is unfeasible to collect structured soil samples with metal sampling rings.(AU)

Improvement of reference crop evapotranspiration estimates using limited data for the Brazilian Cerrado

Evapotranspiration (ET) is a key component of the hydrological cycle. Therefore, adequately estimating it is crucial to improving water resource planning and management.One of the most affordable methods of estimating ET is first to estimate reference crop evapotranspiration (ETo) and later associate it to crop and soil coefficients. The FAO Kc-ETo approach can be used only when ETo is computed with the FAO Penman-Monteith equation. However, low data availability may restict the equations used to estimate ETo. In this study, we assess and calibrate common methods used to estimate ETo under such conditions of limited data availability. Based on the annual calibration, the Makkink (NSE = 0.85) outperformed the Priestley-Taylor (NSE = 0.73), Hargreaves-Samani (NSE = 0.56), and Penman-Monteith temperature approach (NSE = 0.58). The seasonal calibration of parameters showed no significant improvement to the methods assessed (ΔNSE ≤ 0.01), except for the Priestley-Taylor (ΔNSE = 0.06). The performance of temperature-based equations was particularly limited due to the performance of the equation adopted to estimate global solar radiation. Thus, improving the representation of global solar radiation for limited data availability can also play a key role in improving ETo prediction.(AU)

Woody species distribution across a savanna-dry forest soil gradient in the Brazilian Cerrado / Distribuição de espécies arbóreas em gradiente de solo savana-floresta seca no Cerrado brasileiro

Abstract Although richness and distribution of woody species in the Cerrado physiognomies have been extensively studied, the shifts of woody species from savanna physiognomies to dry forests have not yet been addressed. Here, we investigate the effect of soil physical-chemical traits on the woody species turnover between adjacent cerrado stricto sensu and dry forest physiognomies. Woody species were surveyed, and soil and topographic variables measured, in 30 10×40 m plots systematically distributed, with 15 plots in each physiognomy. We found a spatially structured distribution of woody species, and differences of soil traits between cerrado stricto sensu and dry forest areas, mainly related to the aluminum saturation, base saturation, and available phosphorus. Aluminum saturation increased toward the savanna area, while base saturation increased toward the dry forest. Most woody species predominated in one physiognomy, such as Callisthene major in the cerrado stricto sensu and Anadenanthera colubrina in the dry forest. Only 20% of the species were widely distributed across both physiognomies or, not often, restricted to the intermediary values of the soil gradient. General results indicate that contrasting soil traits between cerrado stricto sensu and dry forest produce a strongly spatially organized and sharp transition in terms of species distribution between these physiognomies.

Resumo Embora a distribuição e a riqueza em espécies arbóreas nas fitofisionomias do Cerrado venham sendo bastante estudadas, a transição entre savanas e florestas deciduais ainda não foi abordada. Investigamos o efeito de características físico-químicas do solo sobre a distribuição de espécies arbóreas em região de contato entre cerrado sentido restrito e floresta estacional decidual (FED). As espécies arbóreas foram amostradas sistematicamente, e variáveis de topografia e características do solo foram medidas em 30 parcelas de 10×40 m, sendo 15 parcelas em cada fisionomia. A distribuição das espécies arbóreas foi espacialmente estruturada, e as características do solo diferiram entre as áreas de cerrado sentido restrito e FED, principalmente relacionadas à saturação de alumínio, saturação de bases e teores de fósforo. A saturação de alumínio aumentou em direção ao cerrado sentido restrito, enquanto a saturação de bases aumentou em direção à FED. A maioria das espécies arbóreas predominou em uma das fisionomias, como Callisthene major em cerrado sentido restrito e Anadenanthera colubrina em FED. Apenas 20% das espécies foram amplamente distribuídas em ambas as fisionomias ou, em poucos casos, restritas aos valores intermediários do gradiente de solo. Os resultados indicam um forte contraste de características do solo entre o cerrado sentido restrito e a FED, assim como uma transição acentuada e espacialmente organizada quanto à distribuição de espécies arbóreas.

Biometric and morphological adjustments of Eugenia. dysenterica DC. seedlings in response to increased soil water deficit

Water stress can affect all aspects of plant growth and development, compromising its productive potential. The cultivation of fruit species native to the Cerrado and the study of their behavior under conditions of low water availability are necessary activities, in view of their socioeconomic and environmental potential. This study was conducted to evaluate the effect of water deficit on growth and biomass production of the cagaita tree (Eugenia dysenterica DC.), a species endemic to the Cerrado (Brazilian Savannah). The experiment was performed in a greenhouse for 120 days in a randomized block design (RBD), with a double factorial arrangement (2x5), corresponding to two cagaita mother plants and five water conditions. We evaluated the growth and leaf, stem and root functional characteristics. The most severe water deficit conditions reduced shoot growth, number of leaves, production of biomass and dry matter and increased the specific and per plant mass root length of cagaita plants. Deficit extension had negative effects on its growth and development. There was a statistical difference between mother plants, with mother plant 2 being more resistant to drought. The application of a severe or longer water deficit affected shoot growth and reduced the appearance of new leaves. The stress caused by water deficiency allowed an increase in root functional characteristics, supporting the hypothesis that plants under adverse conditions focus on higher biomass production and convert a higher amount of dry matter into the roots. Leaf area did not show to be a functional characteristic, explaining the stress effects in E. dysenterica DC plants.(AU)

Soil deep tillage performed before soybean cultivation on the rice cultivation in the following harvest / Efeito remanescente da escarificação do solo realizada antes do cultivo da soja, sobre o cultivo de arroz na safra seguinte

Soil decompaction is an alternative for soybean cultivation in rice areas, but it can affect the growth of irrigated rice in rotation. The objective of the study was to evaluate the effects of soil deep tillage performed before soybean cultivation on rice irrigation water, grain yield, and operational parameters of rice sowing carried out in the following crop season. Soil scarification was implemented in September 2017, prior to soybean crop season in the 2017/18 crop, and the rice experiment was conducted in the 2018/19 season. Treatments were: soil with scarification and soil without scarification. Deep tillage decreased soil density and increased macroporosity, microporosity, and total porosity. Rice cultivation decreased macroporosity and increased microporosity. Soil scarification management had no influence on operational parameters in rice sowing. Soil with scarification required 5.3% more water for rice irrigation than soil without deep tillage. In conclusion, soildeep tillage before the cultivation of soybean crop has effects on rice in thefollowing crop season, maintaining greater soil porosity in relation to the non-deep tillage area and increasing the amount of water needed for irrigation of rice cultivated in the sequence. Deep tillage did not affect sowing operational parameters and rice grain yield.

A descompactação do solo é uma alternativa para o cultivo da soja em áreas de arroz, mas pode afetar o desenvolvimento do arroz irrigado em rotação. O objetivo do estudo foi avaliar o efeito remanescente da escarificação do solo realizada antes do cultivo da soja, sobre o uso da água de irrigação, o rendimento de grãos e parâmetros operacionais da semeadura do arroz, realizada na safra seguinte. A escarificação do solo foi feita no mês de setembro de 2017, anteriormente à soja na safra 2017/18 e o experimento de arroz foi conduzido na safra 2018/19. Os tratamentos foram:escarificação e não escarificação do solo. A escarificação aumentou a macroporosidade, a microporosidade e a porosidade total e diminuiu a densidade do solo. O cultivo do arroz reduziu a macroporosidade e aumentou a microporosidade. Não se observou influência do manejo de escarificação do solo sobre os parâmetros operacionais na semeadura do arroz. O solo escarificado necessitou 5,3 % a mais de água para irrigação do arroz, em relação ao solo não escarificado. Conclui-se que a escarificação do solo antes do cultivo da cultura da soja tem efeito remanescente em arroz na safra seguinte, mantendo maior porosidade do solo em relação à área não escarificada e elevando a quantidade de água necessária para irrigação do arroz cultivado na sequência. Não se verificou interferência da escarificação em parâmetros operacionais da semeadura e sobre o rendimento de grãos do arroz.

Fire severity in slash-and-burn agriculture in southern Brazil: an overview

Slash-and-burn is a traditional agricultural system still widely used in Brazil. The variation in temperature during fires results in different levels of physical, chemical, and biological changes in the soil, which makes it necessarily better to understand the dynamics of fire severity in this system. The aim of this study was to make an analytical comparison of the variation in the temperature reached in the soil during fires in slash-and-burn agriculture. Temperature data were measured in burnt areas with similar fallow times at the following soil depths 0; 2.5 and 5 cm and compared with secondary data from other studies in the same slash-and-burn system in southern Brazil. The peak temperature showed more significant variations in the surface (0 cm) of different soils and different types of regeneration vegetation in each area. Overall, the peak temperatures ranged from 32 to 673 ºC across the three depths. The peak temperature reduction in the 5 cm layer was 88 % compared to the surface and 30 % compared to the 2.5 cm layer. The sandier soils showed greater thermal conductivity at depth. The surface litter seems to exert a more significant influence on the burning severity than the biomass load cut for burning, suggesting that the characteristics of the litter layer on the surface should be better characterized in future studies on fire severity.(AU)

Spatial variability of the stability of cohesive soil aggregates under conservation practices / Variabilidade espacial da estabilidade dos agregados de solo coeso sob práticas conservacionistas

The knowledge and characterization of aggregate stability are relevant to select adequate management and to avoidits degradation. Thus, this studyaimed to characterize the spatial variability of aggregate stability in cohesive soilsunder crop conservation systems. The experiment was performed intwo different areas of soybean production: no-tillage System (NTS) and livestock farming integration system (LFI), In each production area, a sampling mesh composed of 50 collection points, with a regular spacing of 40 m, at 0.00-0.20 mdepth, wascarried out. The results were expressed as a percentage of aggregates retained in sieves 2; 1; 0.5 and 0.25 mm, the values obtained were used to calculate the Mean Geometric Diameter (MGD) and Mean Weight Diameter (MWD). In the LFI system, which had a strong degree of spatial dependence (DSD), the attributes showed a moderate DSD, except for MWD. Generally, the reachedvalues of the attributes in the LFI system were lower than those found in the NTS system, showing less variability in the management system with no-tillage. Spatial distribution of the kriging maps demonstrated the LFI system leading to the formation of larger aggregates in the soil when compared to ones to the same attributes in the NTS. All attributes showed a strong to moderatespatial dependence. The soil managed with the LFI system revealed greater aggregate stability when compared to the NTS, which in turn presented less spatial variability than the LFI system and shows a more homogeneous soil.(AU)

O conhecimento e a caracterização da estabilidade dos agregados são relevantes para selecionar um manejo adequado e evitar sua degradação. Portanto, este estudoteve como objetivo caracterizar a variabilidade espacial da estabilidade de agregados em solos coesos sob sistemas de conservação de culturas. O experimento foi conduzido em duas áreas distintas de produção de soja: sistema de plantio direto (NTS) e sistema de integração pecuária (LFI). Foi realizada uma amostragem de 50 pontos de coleta, com espaçamento regular de 40 m, na profundidade de 0,00-0,20 m, em cada área de produção.Os resultados foram expressos como porcentagem de agregados retidos nas peneiras 2; 1; 0,5 e 0,25 mm, os valores obtidos foram utilizados para calcular o Diâmetro Médio Geométrico (DMM) e o Diâmetro Peso Médio (DMM). No sistema LFI, que possuía alto grau de dependência espacial (DDS), os atributos apresentaram um DSD moderado, exceto para MWD. De maneira geral, os valores de escopo dos atributos no sistema LFI foram inferiores aos encontrados no sistema NTS, apresentando menor variabilidade no sistema de manejo do plantio direto. A distribuição espacial dos mapas de krigagem mostrou que o sistema LFI leva à formação de agregados maiores no solo em comparação com outros com os mesmos atributos no NTS. Todos os atributos apresentaram dependência espacial de forte a moderada. O solo manejado com o sistema LFI revelou maior estabilidade dos agregados em relação ao NTS, que por sua vez apresentou menor variabilidade espacial do que o sistema LFI e apresenta um solo mais homogêneo.(AU)

Nest refuse of Acromyrmex balzani (Hymenoptera: Formicidae) increases the plant vigor in Turnera subulata (Turneraceae) / O substrato de descarte de Acromyrmex balzani (Hymenoptera: Formicidae) aumenta o vigor da planta Turnera subulata (Turneraceae)

Abstract Some studies report the positive effect of organic residues from ant nests on soil properties and on the structure of the adjacent plant community in field experiments, but there is a gap about the effect on individual species. The purpose of the present study was to compare the soil nutrient content and the development of Turnera subulata Smith, an ornamental species, in the presence of the nest refuse (basically composed of fragments of grass leaves and the symbiotic fungus) produced by the leaf-cutting ant Acromyrmex balzani (Emery, 1890) or in control soil through a greenhouse pot experiment. The experiment was carried out with two treatments: control soil and soil with 25% of nest refuse. The plants were kept in 1L pots for 90 days. We evaluated the parameters: plant height, stem diameter, root length, number of leaves, dry weight of the root, dry and fresh aboveground biomass. Additionally, the relative chlorophyll content and leaf nutrients were used as nutritional parameters. As a result, plants that grew in the soil with nest refuse showed significant higher values of all parameters evaluated when compared to the control treatment (p < 0.001). We conclude that this biofertilizer contributed to the production of more vigorous plants, being able to act on the local dynamics of nutrients in the ecosystems where A. balzani occurs. As it is relatively abundant and easy to collect, the refuse of A. balzani has the potential to be used as an alternative substrate in the production of shortlife cycle plants.

Resumo Alguns estudos relatam o efeito positivo de resíduos orgânicos de formigueiros nas propriedades do solo e na estrutura da comunidade de plantas adjacentes em experimentos de campo, mas há uma lacuna sobre o efeito em espécies individuais. O objetivo do presente estudo foi comparar o desenvolvimento de Turnera subulata Smith, uma espécie ornamental, na presença do substrato de descarte (SD) de formigueiros produzido pela formiga cortadeira Acromyrmex balzani (Emery, 1890) por meio de experimento em casa de vegetação. O experimento foi conduzido com dois tratamentos: solo controle e solo com 25% de SD. As plantas foram mantidas em vasos de 1L por 90 dias. Foram avaliados os parâmetros: altura da planta, diâmetro do caule, comprimento da raiz, número de folhas, massa seca da raiz, biomassa seca e fresca da parte aérea. Além disso, o conteúdo relativo de clorofila e os nutrientes foliares foram usados como parâmetros fisiológicos. Como resultado, as plantas que cresceram no solo com SD apresentaram valores significativamente maiores de todos os parâmetros avaliados quando comparadas ao tratamento controle (p < 0.001). Concluímos que esse biofertilizante contribuiu para a produção de plantas mais vigorosas, podendo atuar na dinâmica local de nutrientes nos ecossistemas onde A. balzani ocorre. Além disso, por ser relativamente abundante e fácil de coletar, o SD de A. balzani tem potencial para ser utilizado como biofertilizante na produção de plantas de ciclo de vida curta.

Influence of urbanization on stream fish assemblages in three microbasins in the Upper Paraná River Basin / Influência da urbanização em assembleias de peixes de riachos em três microbacias na bacia do Alto Rio Paraná

Abstract The colonization pattern of fish assemblages in streams is often studied in the context of environmental filters. On the other hand, when fish assemblages are subjected to anthropogenic effects, variables associated with environmental quality assume more importance. Therefore, this work evaluated the richness and composition of fish from streams sampled at different urbanization levels, aiming to determine any direct effects on the structure of fish assemblages. To accomplish this, samples were collected from 2003 to 2011 at 31 sites distributed among 3 microbasins in the Rio Ivinhema Basin, Alto Rio Paraná. Based on environmental variables, physicochemical of the water and analysis of the use and occupation of the soil, the microbasins were classified into different urbanization levels (low, medium and high). A total of 4,320 individuals were sampled, out of which 57 fish species were recorded. Sampled sites with medium urbanization level presented higher richness compared to sampled sites with high urbanization level which presented lower richness. Species richness in these sites was explained mainly by water temperature and water velocity. Results confirmed that urbanization does directly affect environmental integrity, which, in turn, can lead to the homogenization of stream assemblages.

Resumo Estudos sobre assembleias de peixes em riachos enfatizam o papel dos filtros ambientais associados ao padrão de colonização das assembleias, por outro lado, quando a assembleia está sujeita aos efeitos antropogênicos, as variáveis ambientais associadas à qualidade ambiental assumem maior importância. Dessa forma, o objetivo deste estudo foi analisar a riqueza e a composição de peixes de riachos amostrados em diferentes níveis de urbanização, buscando evidenciar se o efeito reflete diretamente na estrutura das assembleias. As amostragens foram realizadas em 31 locais distribuídos em três microbacias na bacia Rio Ivinhema, Alto Rio Paraná, no período de 2003 a 2011. Com base nas variáveis ambientais, físico-químicos da água e análise do uso e ocupação do solo as microbacias foram classificadas em diferentes níveis de urbanização (baixo, médio e alto). Foram amostrados um total 4.320 indivíduos, dos quais foram registradas 57 espécies de peixes. Os locais amostrados com influência média da urbanização apresentaram maior riqueza de espécies, entretanto, os locais amostrados com alta influência da urbanização apresentaram menor riqueza de espécies. Dessa forma, constatamos que a urbanização influencia diretamente na integridade ambiental, que pode levar a homogeneização das assembleias de riachos.

Woody species distribution across a savanna-dry forest soil gradient in the Brazilian Cerrado / Distribuição de espécies arbóreas em gradiente de solo savana-floresta seca no Cerrado brasileiro

Although richness and distribution of woody species in the Cerrado physiognomies have been extensively studied, the shifts of woody species from savanna physiognomies to dry forests have not yet been addressed. Here, we investigate the effect of soil physical-chemical traits on the woody species turnover between adjacent cerrado stricto sensu and dry forest physiognomies. Woody species were surveyed, and soil and topographic variables measured, in 30 10×40 m plots systematically distributed, with 15 plots in each physiognomy. We found a spatially structured distribution of woody species, and differences of soil traits between cerrado stricto sensu and dry forest areas, mainly related to the aluminum saturation, base saturation, and available phosphorus. Aluminum saturation increased toward the savanna area, while base saturation increased toward the dry forest. Most woody species predominated in one physiognomy, such as Callisthene major in the cerrado stricto sensu and Anadenanthera colubrina in the dry forest. Only 20% of the species were widely distributed across both physiognomies or, not often, restricted to the intermediary values of the soil gradient. General results indicate that contrasting soil traits between cerrado stricto sensu and dry forest produce a strongly spatially organized and sharp transition in terms of species distribution between these physiognomies.

Embora a distribuição e a riqueza em espécies arbóreas nas fitofisionomias do Cerrado venham sendo bastante estudadas, a transição entre savanas e florestas deciduais ainda não foi abordada. Investigamos o efeito de características físico-químicas do solo sobre a distribuição de espécies arbóreas em região de contato entre cerrado sentido restrito e floresta estacional decidual (FED). As espécies arbóreas foram amostradas sistematicamente, e variáveis de topografia e características do solo foram medidas em 30 parcelas de 10×40 m, sendo 15 parcelas em cada fisionomia. A distribuição das espécies arbóreas foi espacialmente estruturada, e as características do solo diferiram entre as áreas de cerrado sentido restrito e FED, principalmente relacionadas à saturação de alumínio, saturação de bases e teores de fósforo. A saturação de alumínio aumentou em direção ao cerrado sentido restrito, enquanto a saturação de bases aumentou em direção à FED. A maioria das espécies arbóreas predominou em uma das fisionomias, como Callisthene major em cerrado sentido restrito e Anadenanthera colubrina em FED. Apenas 20% das espécies foram amplamente distribuídas em ambas as fisionomias ou, em poucos casos, restritas aos valores intermediários do gradiente de solo. Os resultados indicam um forte contraste de características do solo entre o cerrado sentido restrito e a FED, assim como uma transição acentuada e espacialmente organizada quanto à distribuição de espécies arbóreas.

Nest refuse of Acromyrmex balzani (Hymenoptera: Formicidae) increases the plant vigor in Turnera subulata (Turneraceae) / O substrato de descarte de Acromyrmex balzani (Hymenoptera: Formicidae) aumenta o vigor da planta Turnera subulata (Turneraceae)

Some studies report the positive effect of organic residues from ant nests on soil properties and on the structure of the adjacent plant community in field experiments, but there is a gap about the effect on individual species. The purpose of the present study was to compare the soil nutrient content and the development of Turnera subulata Smith, an ornamental species, in the presence of the nest refuse (basically composed of fragments of grass leaves and the symbiotic fungus) produced by the leaf-cutting ant Acromyrmex balzani (Emery, 1890) or in control soil through a greenhouse pot experiment. The experiment was carried out with two treatments: control soil and soil with 25% of nest refuse. The plants were kept in 1L pots for 90 days. We evaluated the parameters: plant height, stem diameter, root length, number of leaves, dry weight of the root, dry and fresh aboveground biomass. Additionally, the relative chlorophyll content and leaf nutrients were used as nutritional parameters. As a result, plants that grew in the soil with nest refuse showed significant higher values of all parameters evaluated when compared to the control treatment (p < 0.001). We conclude that this biofertilizer contributed to the production of more vigorous plants, being able to act on the local dynamics of nutrients in the ecosystems where A. balzani occurs. As it is relatively abundant and easy to collect, the refuse of A. balzani has the potential to be used as an alternative substrate in the production of shortlife cycle plants.

Alguns estudos relatam o efeito positivo de resíduos orgânicos de formigueiros nas propriedades do solo e na estrutura da comunidade de plantas adjacentes em experimentos de campo, mas há uma lacuna sobre o efeito em espécies individuais. O objetivo do presente estudo foi comparar o desenvolvimento de Turnera subulata Smith, uma espécie ornamental, na presença do substrato de descarte (SD) de formigueiros produzido pela formiga cortadeira Acromyrmex balzani (Emery, 1890) por meio de experimento em casa de vegetação. O experimento foi conduzido com dois tratamentos: solo controle e solo com 25% de SD. As plantas foram mantidas em vasos de 1L por 90 dias. Foram avaliados os parâmetros: altura da planta, diâmetro do caule, comprimento da raiz, número de folhas, massa seca da raiz, biomassa seca e fresca da parte aérea. Além disso, o conteúdo relativo de clorofila e os nutrientes foliares foram usados como parâmetros fisiológicos. Como resultado, as plantas que cresceram no solo com SD apresentaram valores significativamente maiores de todos os parâmetros avaliados quando comparadas ao tratamento controle (p < 0.001). Concluímos que esse biofertilizante contribuiu para a produção de plantas mais vigorosas, podendo atuar na dinâmica local de nutrientes nos ecossistemas onde A. balzani ocorre. Além disso, por ser relativamente abundante e fácil de coletar, o SD de A. balzani tem potencial para ser utilizado como biofertilizante na produção de plantas de ciclo de vida curta.

Assessment of zinc solubilization potential of zinc-resistant Pseudomonas oleovorans strain ZSB13 isolated from contaminated soil / Avaliação do potencial de solubilização do zinco da cepa ZSB13 de Pseudomonas oleovorans resistente ao zinco isolada de solo contaminado

Abstract Zinc is an essential micronutrient that is required for optimum plant growth. It is present in soil in insoluble forms. Bacterial solubilization of soil unavailable form of Zn into available form, is an emerging approach to alleviate the Zn deficiency for plants and human beings. Zinc solubilizing bacteria (ZSB) could be a substitute for chemical Zn fertilizer. The present study aimed to isolate and characterize bacterial species from the contaminated soil and evaluate their Zn solubilizing potential. Zn resistant bacteria were isolated and evaluated for their MIC against Zn. Among the 13 isolated bacterial strains ZSB13 showed maximum MIC value upto 30mM/L. The bacterial strain with the highest resistance against Zn was selected for further analysis. Molecular characterization of ZSB13 was performed by 16S rRNA gene amplification which confirmed it as Pseudomonas oleovorans. Zn solubilization was determined through plate assay and broth medium. Four insoluble salts (zinc oxide (ZnO), zinc carbonate (ZnCO3), zinc sulphite (ZnS) and zinc phosphate (Zn3(PO4)2) were used for solubilization assay. Our results shows 11 mm clear halo zone on agar plates amended with ZnO. Likewise, ZSB13 showed significant release of Zn in broth amended with ZnCO3 (17 and 16.8 ppm) and ZnO (18.2 ppm). Furthermore, Zn resistance genes czcD was also enriched in ZSB13. In our study, bacterial strain comprising Zn solubilization potential has been isolated that could be further used for the growth enhancement of crops.

Resumo O zinco é um micronutriente essencial necessário para o crescimento ideal das plantas. Ele está presente no solo em formas insolúveis. A solubilização bacteriana da forma indisponível de Zn no solo para a forma disponível é uma abordagem emergente para aliviar a deficiência de Zn em plantas e seres humanos. Bactérias solubilizadoras de zinco (ZSB) podem ser um substituto para fertilizantes químicos de Zn. O presente estudo teve como objetivo isolar e caracterizar espécies bacterianas de solo contaminado e avaliar seu potencial de solubilização de Zn. Bactérias resistentes ao Zn foram isoladas e avaliadas quanto ao seu MIC contra o Zn. Entre as 13 cepas bacterianas isoladas, ZSB13 apresentou valor máximo de MIC de até 30 mM/L. A cepa bacteriana com maior resistência ao Zn foi selecionada para análise posterior. A caracterização molecular de ZSB13 foi realizada por amplificação do gene 16S rRNA que o confirmou como Pseudomonas oleovorans. A solubilização do Zn foi determinada através de ensaio em placa e meio caldo. Quatro sais insolúveis (óxido de zinco (ZnO), carbonato de zinco (ZnCO3), sulfito de zinco (ZnS) e fosfato de zinco (Zn3 (PO4) 2) foram usados ​​para o ensaio de solubilização. Nossos resultados mostram uma zona de halo clara de 11 mm em placas de ágar corrigidas com ZnO. Da mesma forma, ZSB13 mostrou liberação significativa de Zn em caldo alterado com ZnCO3 (17 e 16,8 ppm) e ZnO (18,2 ppm). Além disso, os genes de resistência ao Zn czcD também foram enriquecidos em ZSB13. Em nosso estudo, a cepa bacteriana compreendendo potencial de solubilização de Zn foi isolada e poderia ser usada posteriormente para o aumento do crescimento de safras.

Amazonian soil fungi are efficient degraders of glyphosate herbicide; novel isolates of Penicillium, Aspergillus, and Trichoderma / Os fungos do solo amazônico são degradadores eficientes do herbicida glifosato; novos isolados de Penicillium, Aspergillus e Trichoderma

Abstract Pesticide residues that contaminate the environment circulate within the hydrological cycle can accumulate within the food chain and cause problems to both environmental and human health. Microbes, however, are well known for their metabolic versatility and the ability to degrade chemically stable substances, including recalcitrant xenobiotics. The current study focused on bio-prospecting within Amazonian rainforest soils to find novel strains fungi capable of efficiently degrading the agriculturally and environmentally ubiquitous herbicide, glyphosate. Of 50 fungal strains isolated (using culture media supplemented with glyphosate as the sole carbon-substrate), the majority were Penicillium strains (60%) and the others were Aspergillus and Trichoderma strains (26 and 8%, respectively). All 50 fungal isolates could use glyphosate as a phosphorous source. Eight of these isolates grew better on glyphosate-supplemented media than on regular Czapek Dox medium. LC-MS revealed that glyphosate degradation by Penicillium 4A21 resulted in sarcosine and aminomethylphosphonic acid.

Resumo Resíduos de agrotóxicos que contaminam o meio ambiente circulam no ciclo hidrológico, podendo se acumular na cadeia alimentar e causar problemas tanto à saúde ambiental quanto humana. Por sua vez, microrganismos são bem conhecidos por sua versatilidade metabólica e capacidade de degradar substâncias quimicamente estáveis, incluindo xenobióticos recalcitrantes. O estudo atual se concentrou na bioprospecção nos solos da floresta amazônica para encontrar novas linhagens de fungos capazes de degradar com eficiência o herbicida onipresente na agricultura e no meio ambiente, o glifosato. Entre os 50 fungos isolados (usando meio de cultura suplementado com glifosato como única fonte de carbono), a maioria eram isolados do gênero Penicillium (60%) e os outros eram isolados de Aspergillus e Trichoderma (26 e 8%, respectivamente). Todos os 50 isolados de fungos foram capazes de usar glifosato como fonte de fósforo. Oito desses isolados cresceram melhor em meio suplementado com glifosato do que em meio Czapek Dox regular. LC-MS revelou que a degradação do glifosato por Penicillium 4A21 resultou nos metabólitos sarcosina e ácido aminometilfosfônico.

Arbuscular mycorrhizal fungi activity in the rhizosphere of tree seedlings subjected to residual herbicides / Atividade de fungos micorrízicos arbusculares na rizosfera de mudas de árvores submetidas a herbicidas residuais

Abstract Trees occurring on the margins of agricultural areas can mitigate damage from residual herbicides. Rhizospheric microbial activity associated with trees is one of the main remedial capacity indicators. The objective of this study was to evaluate the rhizospheric microbiological activity in tree species subjected to the herbicides atrazine and sulfentrazone via the rhizosphere. The experiment was designed in four blocks and a 6 × 3 factorial scheme. The first factor consisted of six tree species from Brazil and the second of atrazine, sulfentrazone, and water solutions. Four herbicide applications were performed via irrigation. The total dry mass of the plants, mycorrhizal colonization, number of spores, basal respiration of the rhizospheric soil, and survival rate of bioindicator plants after phytoremediation were determined. Trichilia hirta had higher biomass when treated with atrazine and sulfentrazone. Herbicides decreased the microbial activity in Triplaris americana and did not affect the microbiological indicators of Myrsine gardneriana, Schizolobium parahyba, and Toona ciliata. Fewer bioindicator plants survived in soil with Triplaris americana and sulfentrazone. Microbiological indicators were influenced in different ways between species by the presence of herbicides in the rhizosphere.

Resumo As árvores que ocorrem nas margens das áreas agrícolas podem mitigar os danos dos herbicidas residuais. A atividade microbiana rizosférica associada às árvores é um dos principais indicadores de capacidade corretiva. O objetivo deste trabalho foi avaliar a atividade microbiológica rizosférica em espécies arbóreas submetidas aos herbicidas atrazina e sulfentrazone via rizosfera. O experimento foi estruturado em quatro blocos e esquema fatorial 6 × 3. O primeiro fator consistiu em seis espécies de árvores do Brasil e o segundo em soluções de atrazine, sulfentrazone e água. Quatro aplicações de herbicidas foram realizadas via irrigação. Foram determinados a massa seca total das plantas, colonização micorrízica, número de esporos, respiração basal do solo rizosférico e taxa de sobrevivência de plantas bioindicadoras após fitorremediação. Trichilia hirta apresentou maior biomassa quando tratada com atrazina e sulfentrazone. Os herbicidas diminuíram a atividade microbiana em Triplaris americana e não afetaram os indicadores microbiológicos de Myrsine gardneriana, Schizolobium parahyba e Toona ciliata. Menos plantas bioindicadoras sobreviveram no solo com Triplaris americana e sulfentrazone. Os indicadores microbiológicos foram influenciados de formas distintas entre as espécies pela presença dos herbicidas na rizosfera.

Identification of locally isolated entomopathogenic Fusarium species from the soil of Changa Manga Forest, Pakistan and evaluation of their larvicidal efficacy against Aedes aegypti / Identificação de espécies de Fusarium entomopatogênicas localmente isoladas do solo da Floresta de Changa Manga, Paquistão e avaliação de sua eficácia larvicida contra Aedes aegypti

Abstract Dengue fever vectored by the mosquito Aedes aegypti is one of the most rapidly spreading insect-borne diseases. Current reliance of dengue vector control is mostly on chemical insecticides. Growing insecticide resistance in the primary mosquito vector, Aedes aegypti, limits the effectiveness of vector control through chemical insecticides. These chemical insecticides also have negative environmental impacts on animals, plants and human health. Myco-biocontrol agents are naturally occurring organisms and are found to be less damaging to the environment as compared to chemical insecticides. In the present study, entomopathogenic potential of local strains of fungi isolated from soil was assessed for the control of dengue vector. Local fungal isolates presents better alternative to introducing a foreign biocontrol strain, as they may be better adapted to environmental conditions of the area to survive and may have more entomopathogenic efficacy against target organism. Larvicidal efficacy of Fusarium equiseti and Fusarium proliferatum was evaluated against Aedes aegypti. Local strains of F. equiseti (MK371718) and F. proliferatum (MK371715) were isolated from the soil of Changa Manga Forest, Pakistan by using insect bait method. Larvicidal activity of two Fusarium spp. was tested against forth instar larvae of A. aegypti in the laboratory, using concentrations 105, 106, 107 and 108 conidia /ml. LC50 values for F. equiseti after 24h, 48h, 72h and 96h of exposure were recorded as 3.8x 108, 2.9x107, 2.0x107, and 7.1x106 conidia /ml respectively while LC50 values for F. proliferatum were recorded as 1.21x108, 9.6x107, 4.2x107, 2.6x107 conidia /ml respectively after 24h, 48h, 72h and 96h of exposure. The results indicate that among two fungal strains F. equiseti was found to be more effective in terms of its larvicidal activity than F. proliferatum against larvae of A. aegypti.

Resumo A dengue transmitida pelo mosquito Aedes aegypti é uma das doenças transmitidas por insetos de propagação mais rápida. A dependência atual do controle do vetor da dengue é principalmente de inseticidas químicos. O aumento da resistência a inseticidas no principal vetor do mosquito, Aedes aegypti, limita a eficácia do controle do vetor por meio de inseticidas químicos. Esses inseticidas químicos também têm impactos ambientais negativos sobre os animais, plantas e saúde humana. Os agentes de micobiocontrole são organismos que ocorrem naturalmente e são menos prejudiciais ao meio ambiente em comparação com os inseticidas químicos. No presente estudo, avaliou-se o potencial entomopatogênico de cepas locais de fungos isolados do solo para o controle do vetor da dengue. Isolados de fungos locais apresentam melhor alternativa para a introdução de uma cepa de biocontrole estrangeira, pois podem ser mais bem adaptados às condições ambientais da área para sobreviver e podem ter maior eficácia entomopatogênica contra o organismo-alvo. A eficácia larvicida de Fusarium equiseti e Fusarium proliferatum foi avaliada contra Aedes aegypti. Cepas locais de F. equiseti (MK371718) e F. proliferatum (MK371715) foram isoladas do solo de Changa Manga Forest, Paquistão, usando o método de isca para insetos. Atividade larvicida de dois Fusarium spp. foi testado contra larvas de quarto ínstar de A. aegypti em laboratório, nas concentrações 105, 106, 107 e 108 conídios / ml. Os valores de LC50 para F. equiseti após 24 h, 48 h, 72 h e 96 h de exposição foram registrados como 3,8x 108, 2,9x107, 2,0x107 e 7,1x106 conídios / ml, respectivamente, enquanto os valores de LC50 para F. proliferatum foram registrados como 1,21x108, 9,6 x107, 4,2x107, 2,6x107 conídios / ml, respectivamente, após 24 h, 48 h, 72 h e 96 h de exposição. Os resultados indicam que entre duas cepas de fungos F. equiseti se mostrou mais eficaz em termos de atividade larvicida do que F. proliferatum contra larvas de A. aegypti.

The impact of cow dung augmentation on soil restoration and bio-accumulation of metals (Lead and Cadmium) in Pheretima posthuma (Annelida: Clitellata) / O impacto do aumento de esterco de vaca na restauração do solo e bioacumulação de metais (chumbo e cádmio) em Pheretima posthuma (Annelida: Clitellata)

Abstract To investigate the role of cow dung in soil reclamation and bio assimilation along with bio accumulation of heavy metals in earthworm (P. posthuma) (N=900) earthworms were used and treatment groups of CD-soil mixture of different proportion of cow dung were designed. Nonlethal doses of lead acetate and cadmium chloride were added in treatment groups. Mature P. posthuma were released in each experimental pot maintaining the favorable conditions. The pH, carbon, nitrogen, phosphorus, exchangeable cations, and heavy metal level of each mixture was evaluated. The results indicated that bio-assimilation of Pb and Cd by P. posthuma were significantly (P ˂ 0.01) higher in different soil-CD treatments compared to control. Highest bio-assimilation of both metals was observed in T1 of both groups (Pb = 563.8 mg/kg and Cd = 42.95 mg/kg). The contents of both metals were significantly (P ˂ 0.05) lowered in casting. The nutrient concentration in the final castings of all soil-CD treatments were also equally transformed from less or insoluble to more soluble and available for plants, except for carbon level which increased with CD proportion. It is concluded that cow dung as organic matter has a positive effect on soil reclamation and bio-assimilation of metals by P. posthuma.

RESUMO Para investigar o papel do esterco de vaca na recuperação do solo e bioassimilação, juntamente com a bioacumulação de metais pesados ​​em minhocas (P. posthuma) (N = 900), minhocas foram usadas e grupos de tratamento de mistura CD-solo de diferentes proporções de esterco de vaca foram projetados. Doses não letais de acetato de chumbo e cloreto de cádmio foram adicionadas aos grupos de tratamento. P. posthuma maduros foram liberados em cada vaso experimental, mantendo as condições favoráveis. Foram avaliados o pH, carbono, nitrogênio, fósforo, cátions trocáveis ​​e nível de metais pesados ​​de cada mistura. Os resultados indicaram que a bioassimilação de Pb e Cd por P. posthuma foi significativamente (P ˂ 0,01) maior em diferentes tratamentos de solo-CD em relação ao controle. A maior bioassimilação de ambos os metais foi observada em T1 de ambos os grupos (Pb = 563,8 mg / kg e Cd = 42,95 mg / kg). O conteúdo de ambos os metais foi significativamente (P ˂ 0,05) reduzido na fundição. A concentração de nutrientes nas fundições finais de todos os tratamentos de solo-CD também foi igualmente transformada de menos ou insolúvel para mais solúvel e disponível para as plantas, exceto o nível de carbono que aumenta com a proporção de CD. Conclui-se que o esterco de vaca como matéria orgânica tem um efeito positivo na recuperação do solo e na bioassimilação de metais por P. posthuma.

Nest refuse of Acromyrmex balzani (Hymenoptera: Formicidae) increases the plant vigor in Turnera subulata (Turneraceae) / O substrato de descarte de Acromyrmex balzani (Hymenoptera: Formicidae) aumenta o vigor da planta Turnera subulata (Turneraceae)

Some studies report the positive effect of organic residues from ant nests on soil properties and on the structure of the adjacent plant community in field experiments, but there is a gap about the effect on individual species. The purpose of the present study was to compare the soil nutrient content and the development of Turnera subulata Smith, an ornamental species, in the presence of the nest refuse (basically composed of fragments of grass leaves and the symbiotic fungus) produced by the leaf-cutting ant Acromyrmex balzani (Emery, 1890) or in control soil through a greenhouse pot experiment. The experiment was carried out with two treatments: control soil and soil with 25% of nest refuse. The plants were kept in 1L pots for 90 days. We evaluated the parameters: plant height, stem diameter, root length, number of leaves, dry weight of the root, dry and fresh aboveground biomass. Additionally, the relative chlorophyll content and leaf nutrients were used as nutritional parameters. As a result, plants that grew in the soil with nest refuse showed significant higher values of all parameters evaluated when compared to the control treatment (p < 0.001). We conclude that this biofertilizer contributed to the production of more vigorous plants, being able to act on the local dynamics of nutrients in the ecosystems where A. balzani occurs. As it is relatively abundant and easy to collect, the refuse of A. balzani has the potential to be used as an alternative substrate in the production of shortlife cycle plants.(AU)

Alguns estudos relatam o efeito positivo de resíduos orgânicos de formigueiros nas propriedades do solo e na estrutura da comunidade de plantas adjacentes em experimentos de campo, mas há uma lacuna sobre o efeito em espécies individuais. O objetivo do presente estudo foi comparar o desenvolvimento de Turnera subulata Smith, uma espécie ornamental, na presença do substrato de descarte (SD) de formigueiros produzido pela formiga cortadeira Acromyrmex balzani (Emery, 1890) por meio de experimento em casa de vegetação. O experimento foi conduzido com dois tratamentos: solo controle e solo com 25% de SD. As plantas foram mantidas em vasos de 1L por 90 dias. Foram avaliados os parâmetros: altura da planta, diâmetro do caule, comprimento da raiz, número de folhas, massa seca da raiz, biomassa seca e fresca da parte aérea. Além disso, o conteúdo relativo de clorofila e os nutrientes foliares foram usados como parâmetros fisiológicos. Como resultado, as plantas que cresceram no solo com SD apresentaram valores significativamente maiores de todos os parâmetros avaliados quando comparadas ao tratamento controle (p < 0.001). Concluímos que esse biofertilizante contribuiu para a produção de plantas mais vigorosas, podendo atuar na dinâmica local de nutrientes nos ecossistemas onde A. balzani ocorre. Além disso, por ser relativamente abundante e fácil de coletar, o SD de A. balzani tem potencial para ser utilizado como biofertilizante na produção de plantas de ciclo de vida curta.(AU)

Woody species distribution across a savanna-dry forest soil gradient in the Brazilian Cerrado / Distribuição de espécies arbóreas em gradiente de solo savana-floresta seca no Cerrado brasileiro

Although richness and distribution of woody species in the Cerrado physiognomies have been extensively studied, the shifts of woody species from savanna physiognomies to dry forests have not yet been addressed. Here, we investigate the effect of soil physical-chemical traits on the woody species turnover between adjacent cerrado stricto sensu and dry forest physiognomies. Woody species were surveyed, and soil and topographic variables measured, in 30 10×40 m plots systematically distributed, with 15 plots in each physiognomy. We found a spatially structured distribution of woody species, and differences of soil traits between cerrado stricto sensu and dry forest areas, mainly related to the aluminum saturation, base saturation, and available phosphorus. Aluminum saturation increased toward the savanna area, while base saturation increased toward the dry forest. Most woody species predominated in one physiognomy, such as Callisthene major in the cerrado stricto sensu and Anadenanthera colubrina in the dry forest. Only 20% of the species were widely distributed across both physiognomies or, not often, restricted to the intermediary values of the soil gradient. General results indicate that contrasting soil traits between cerrado stricto sensu and dry forest produce a strongly spatially organized and sharp transition in terms of species distribution between these physiognomies.(AU)

Embora a distribuição e a riqueza em espécies arbóreas nas fitofisionomias do Cerrado venham sendo bastante estudadas, a transição entre savanas e florestas deciduais ainda não foi abordada. Investigamos o efeito de características físico-químicas do solo sobre a distribuição de espécies arbóreas em região de contato entre cerrado sentido restrito e floresta estacional decidual (FED). As espécies arbóreas foram amostradas sistematicamente, e variáveis de topografia e características do solo foram medidas em 30 parcelas de 10×40 m, sendo 15 parcelas em cada fisionomia. A distribuição das espécies arbóreas foi espacialmente estruturada, e as características do solo diferiram entre as áreas de cerrado sentido restrito e FED, principalmente relacionadas à saturação de alumínio, saturação de bases e teores de fósforo. A saturação de alumínio aumentou em direção ao cerrado sentido restrito, enquanto a saturação de bases aumentou em direção à FED. A maioria das espécies arbóreas predominou em uma das fisionomias, como Callisthene major em cerrado sentido restrito e Anadenanthera colubrina em FED. Apenas 20% das espécies foram amplamente distribuídas em ambas as fisionomias ou, em poucos casos, restritas aos valores intermediários do gradiente de solo. Os resultados indicam um forte contraste de características do solo entre o cerrado sentido restrito e a FED, assim como uma transição acentuada e espacialmente organizada quanto à distribuição de espécies arbóreas.(AU)

Microbial activity and carbon rates the soil in response to the application of potassium sources

The continuous use of KCl may not be sustainable in the long term in agricultural systems. High doses used in crops accumulate in the soil and plants, hindering the metabolic processes of soil organisms. This study assessed the soil microbial activity in response to the application of K sources in banana crop and effects on microbial C. The experimental design was completely randomized with four K sources: potassium nitrate (KNO3), potassium chloride (KCl), potassium sulfate (K2SO4), and monopotassium phosphate (KH2PO4) at 200 mg kg-1of K2O, besides the control (without K) and combinations KCl:K2SO4. KCl application increased microbial activity 7 days after incubation, with gradual reduction over time. The isolated application of K2SO4and the combination KCl: K2SO4at the ratio 60: 40% increased total CO2released by the microbiota. K2SO4source had the highest microbial biomass C (MBC), as well as the 60: 40 combinations. Isolated application of K sources, especially with high chloride concentration, reduces the soil microbial activity and MBC.(AU)

Impact of crop management systems on soil nematode communities in South Brazil

The analysis of nematode communities allows inferring consequences of management practices on the soil food web. We studied the taxonomic structure of nematode communities in preserved areas of the Atlantic forest (native forest = NF) in Ponta Grossa, Paraná State, Brazil, and in three different agroecosystems in neighboring areas to assess the effect of agricultural land use on nematode assemblages. Agroecosystems were located in a red latosol cropped during 30 years under conventional tillage (CT), no-tillage (NT), and minimal tillage (MT). We collected ten composite soil samples in each area in the summer. Nematodes were extracted by Baermann funnel and fixed with formalin. Subsequently, individuals were classified into taxonomic groups and counted on a Peters slide to determine densities of each taxon. Plant-parasitic and free-living nematodes were classified at the genus level. Data were analyzed with the parameters abundance, Bray & Curtis, Shannon-Weaver, and Simpson indexes. We recorded 35 genera and abundance of nematodes in MT and NT areas was more similar. Higher richness was observed in NF in relation to cropped areas, especially under NT and CT. The PCA and clustering analyses from both nematode communities and soil chemical characteristics showed that MT and CT were more similar and NT was clustered near NF. The replacement of native vegetation by cropping systems caused a reduction of nematode diversity, demonstrating the influence of agricultural practices on nematode communities.(AU)