Microbiological properties of soils are sensitive to changes provided by organic cultivation of banana 'BRS Princesa' in the semi-arid region

Soil microbiota has a key role in the dynamics of natural and agro-ecosystems and is sensitive to changes in these environments. This study evaluated changes in the microbiological properties of soils under an organic production system of banana 'BRS Princesa' (Musa spp.). The experimental design consisted of completely randomized blocks, with four replications. Treatments consisted of 1) soil cover with green manure and agricultural gypsum at a dose of 2,820 kg ha−1, 2) soil cover with green manure without gypsum application, 3) soil cover with weeds and agricultural gypsum at a dose of 2,820 kg ha−1, 4) soil cover with spontaneous plants without gypsum application, and two controls: 5) soil under native Caatinga and 6) soil under regenerating forest (capoeira). The evaluated properties were ß-glucosidase, arylsulfatase, acid phosphatase, fluorescein diacetate hydrolysis activities (FDA), carbon and phosphorus contents in microbial biomass, basal soil respiration, microbial and metabolic quotients, and arbuscular mycorrhizal fungi spore density. Soil samples were collected from the 0­0.20m depth layer in two seasons. No parameter could distinguish the treatments. Spontaneous plants provided conditions equivalent to those under green manure. Agricultural gypsum application also did not influence the microbial biomass and microbiota activity, in the analyzed soil depth. However, ß-glucosidase and arylsulfatase activities, the carbon content in microbial biomass, and metabolic and microbial quotients were sensitive to land-use changes and could distinguish areas under organic cultivation from those under native vegetation. Therefore, these properties can be considered good indicators for monitoring the quality of these soils. Furthermore, microbial communities of soils under organic cultivation responded with arylsulfatase activity corresponding to that found in soils under regenerating forest, which may indicate that organic management tends to provide the microbiota with a condition similar to that found under situations that are little disturbing to edaphic living.(AU)

The impact of cow dung augmentation on soil restoration and bio-accumulation of metals (Lead and Cadmium) in 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.

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.

Ecosystem services supply by the soil of forest fragment in a highland humid enclave / Provisão de serviços ecossistêmicos pelo solo de um fragmento florestal do Brejo Paraibano

The encroachment of agricultural activities on the remnants of the Atlantic Forest in the high altitudes of the Brazilian Northeast led to the formation of forest fragments that need to be better understood. To this end, research was conducted in a forest fragment of Mata do Pau-Ferro in a highland humid enclave, locally known as "Brejo Paraibano", to characterize the soil through chemical, physical, mineralogical, and geochemical attributes, to evaluate the potential ofthe soil in the provisionof services environment. Ferralsols samples were collected and analyzed in a layer from 0 to 20 cm deep. The results showed that soil properties have a direct influence on the provision of ecosystemservices, especially support, regulation, provision, andcultural services. Among the properties, essential nutrient content, carbon stock, minerals that can provide nutrients in the long term, texture, density, and organic matter content stand out, favoring water storage and adequate development of plant species.(AU)

O avanço das atividades agropecuárias sobre os remanescentes de Mata Atlântica de Altitude do Nordeste acarretou na formação de fragmentos de floresta que precisam ser melhorentendidos. Para tanto, a pesquisa foi realizada em um fragmento florestal da Mata do Pau-Ferro no Brejo Paraibano com o objetivo de caracterizar o solo por meio de atributos químicos, físicos, mineralógicos e geoquímicos a fim de avaliar a potencialidade do solo na prestação de serviços ambientais. Foram coletadas amostras de um Latossolo Amarelo Distrófico húmico na camada de 0 a 20 cm de profundidade e carreadas as análises. Os resultados demonstraram que as propriedades do solo influenciam diretamente a oferta de serviços ecossistêmicosespecialmente os de suporte, regulação, provisão e culturais. Dentre as propriedades destacam-se os teores de nutrientes essenciais, estoque de carbono, minerais que podem fornecer nutrientes no longo prazo, textura, densidade e teores de matéria orgânica que favorecem armazenamento de água e adequado desenvolvimento de espécies vegetais.(AU)

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)

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.

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.

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)

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.(AU)

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.(AU)

Selectivity of soil constituents by termites in the construction of Brazilian termite mounds

Termites can create structures that alter the physical and chemical properties of soils. In this process, termites are selective about the soil constituents they will use to construct their mounds. Considering the common occurrence of termite mounds in Brazilian soils, this study aimed to investigate the selective action of termites in the mound building process. Samples were collected from six termite mounds and control soils (at a distance of 15 to 30 m from the termite mound) in different regions in Brazil to analyze the fine earth fraction. The content of clay fraction, organic C and Fe in pedogenic iron oxides increased in the mounds resulting in specific surface area increments. X-ray diffraction indicated a selectivity of termites by clay-sized particles such as kaolinite, gibbsite and iron oxides (hematite and goethite) rather than larger particles such as quartz. The proportion of low-crystalline iron oxides and the maghemite amount decreased in the mounds. The change of color parameters in the termite mounds was due to a combination of increase in clay fraction, organic carbon and iron oxides. The techniques used were sensitive, indicating changes and similarities between the control soils and the termite mounds.(AU)

Spatial analysis of factors influencing bacterial leaf blight in rice production / Análise espacial dos fatores que influenciam a praga bacteriana foliar na produção de arroz

Xanthomonas oryzae pv. oryzae (Xoo) causes bacterial leaf blight that is a major threat to rice production. Crop losses in extreme situations can reach up to75%, and millions of hectares of rice are affected each year. Management of the disease required information about the spatial distribution of BLB incidence, severity, and prevalence. In this study, major rice-growing areas of Pakistan were surveyed during 2018-2019 for disease occurrence, and thematic maps were developed using geographic information system (GIS). Results showed that Narowal district had highest percentage of disease incidence (54-69%), severity (42-44%), and prevalence (72-90%) meanwhile Jhung district had the lowest incidence (21-23%), severity (18-22%), and prevalence (45-54%). To understand the environmental factors contributing to this major rice disease, the research analyze, the spatial relationships between BLB prevalence and environmental variables. Those variables include relative humidity (RH), atmospheric pressure (A.P), minimum temperature, soil organic carbon, soil pH, and elevation, which were evaluated by using GIS-based Ordinary Least Square (OLS) spatial model. The fitted model had a coefficient of determination (R2) of 65 percent explanatory power of disease development. All environmental variables showed a general trend of positive correlation between BLB prevalence and environmental variables. The results show the potential for disease management and prediction using environmental variable and assessment.

Xanthomonas oryzae pv. oryzae (Xoo) causa o crestamento bacteriano das folhas, que é uma grande ameaça à produção de arroz. As perdas de safra em situações extremas podem chegar a 75% e a milhões de hectares de arroz são afetados a cada ano. O manejo da doença exigia informações sobre a distribuição espacial da incidência, gravidade e prevalência de BLB. Neste estudo, as principais áreas de cultivo de arroz do Paquistão foram pesquisadas durante 2018 e 2019 para ocorrência de doenças, e mapas temáticos foram desenvolvidos usando o sistema de informações geográficas (GIS). Os resultados mostraram que o distrito de Narowal teve a maior porcentagem de incidência da doença (54-69%), gravidade (42-44%) e prevalência (72-90%), enquanto o distrito de Jhung teve a menor incidência (21-23%), gravidade (18-22%) e prevalência (45-54%). Para compreender os fatores ambientais que contribuem para esta importante doença do arroz, a pesquisa analisa as relações espaciais entre a prevalência de BLB e as variáveis ​​ambientais. Essas variáveis ​​incluem umidade relativa (UR), pressão atmosférica (PA), temperatura mínima, carbono orgânico do solo, pH do solo e altitude, que sendo avaliadas a partir do modelo espacial Ordinary Least Square (OLS) baseado em GIS. O modelo ajustado teve um coeficiente de determinação (R2) de 65 por cento de poder explicativo do desenvolvimento da doença. Todas as variáveis ​​ambientais apresentaram tendência geral de correlação positiva entre prevalência de BLB e variáveis ​​ambientais. Os resultados mostram o potencial de manejo e predição de doenças usando variáveis ​​e avaliações ambientais.

The role of local earthworms in plant nutrient addition in the Ethiopian Drylands

The Ethiopian Drylands are rich in their variety of local earthworm species. However, the category of species, and the effect of their performance on additions to plant nutrients have not been adequately evaluated. Thus, local earthworm samples were collected from the three major agroecological zones (highland, midland, and lowland) in Tigray (northern Ethiopia) and classified down to species level. Moreover, a vermicomposting experiment with four treatments (three local earthworm species, Eisenia fetida , and a conventional composting method) and three replications was established. Finally, each bin's mature compost sample was taken to analyze plant nutrient content. The study results indicated that earthworm species in the highland, midland and lowland agroecological zones were Dendrobaena veneta, Eisenia andrie and Lumbricus rubellus , respectively. The use of these earthworms in the composting process (average of the four earthworm species) yielded higher nutrient content, ranging from 21.9 % for Sodium to 3300 % for Boron, compared to the conventional one. The highest total nitrogen (an increase of 44.4 %) and organic carbon (an increase of 33.4 %) were recorded in the Eisenia fetida and Dendrobaena veneta treated bins, respectively. Composting with Eisenia andrie has resulted in increases in P (96.1 %), K (125 %), Mg (83 %) and all micro-nutrients (between 91 % for Zn and 4400 % for B). Both Eisenia andrie and Lumbricus rubellus species contributed to the increased additions of Sulfur (85.7 %) compared to the control. It can be concluded that the use of local earthworms (particularly Eisenia andrie) in the composting process plays a significant role in plant nutrient addition.(AU)

Accumulation and decomposition of cultural residues of Theobroma grandiflorum, Paullinia cupana, Bixa orellana and forest in the southern region of Amazonas / Acúmulo e decomposição dos resíduos culturais de cupuaçu, guaraná, urucum e floresta na região sul do Amazonas

The litter deposited on the soil surface at various stages of decomposition is important for primary productivity that impacts the microbial communities and soil carbon storage. The objective of this study was to evaluate the accumulation and decomposition of cultural residues of Theobroma grandiflorum (Willd. ex. Spreng) Schum, Paullinia cupana (Mart.) Ducke, Bixa orellana L., and forest in the Amazon region. The study was carried out in the São Francisco settlement, Canutama in the south of Amazonas, in a randomized block experimental design, and the treatments consisted of four areas with different crops: 1 - P. cupana; 2 - T. grandiflorum; 3 - B. orellana; 4 - Native woodland area (forest), in time subdivided plots: 7, 15, 30, 60, 90, 120, 150, 180, 210, 240, 270, 300, and 330 days after the distribution of the bags in the field, all with four repetitions. To evaluate the contribution and fractions of litter, conical collectors were used in each area, and collections were performed monthly in the period from March 2020 to February 2021. The estimate of the decomposition rate of the litter was done by quantifying the loss of mass, using litter bags, which allow for a direct analysis of the rate of decay over time. The forest and P. cupana environments presented the highest litter production, and greater deposition when compared to environments cultivated with T. grandiflorum and B. orellana. The forest and B. orellana areas showed the highest speed of decomposition, while the opposite situation occurred under T. grandiflorum and P. cupana cultivation.

A serrapilheira depositada na superfície do solo, em vários estágios de decomposição tem importância na produtividade primária que impacta nas comunidades microbianas e estocagem de carbono no solo. Objetivouse neste trabalho avaliar o acúmulo e decomposição dos resíduos culturais de cupuaçu, guaraná, urucum e floresta na região do Amazonas. O estudo foi realizado no assentamento São Francisco, Canutama no Sul do Amazonas, em delineamento experimental de blocos casualisados, sendo que os tratamentos constaram de quatro áreas com diferentes culturas: 1- Guaraná; 2 ­ Cupuaçu; 3 ­ Urucum; 4 ­ Área de mata nativa (floresta), em parcelas subdivididas no tempo: 07, 15, 30, 60, 90, 120, 150, 180, 210, 240, 270 e 300, 330 dias após a distribuição das sacolas no campo, todas com 04 repetições. Para avaliar o aporte e frações dá serapilheira, foram utilizados coletores cônicos em cada área, sendo as coletas realizadas mensalmente no período de março de 2020 a fevereiro de 2021. A estimativa da taxa de decomposição da serrapilheira foi realizada pela quantificação da perda de massa, utilizando-se litter bags, os quais permitem analisar de forma direta a taxa de decaimento ao longo do tempo. Os ambientes de floresta e guaraná apresentaram as maiores produções de serapilheira, e maior deposição quando comparados aos ambientes cultivados com cupuaçu e urucum. As áreas de floresta e urucum apresentaram a maior velocidade de decomposição, já a situação inversa ocorreu sob o cultivo do cupuaçu e guaraná.

Irrigated sugarcane crops improve the quality of soil organic carbon over time / O cultivo da cana-de-açúcar irrigada melhora a qualidade do carbono orgânico do solo ao longo do tempo

The substitution of native vegetation in agricultural systems can cause several changes in the chemical and physical soil attributes, and in the dynamics of soil organic carbon. This study aimed to evaluate changes in soil physical attributes and carbon stock in soil organic matter fractions in irrigated sugarcane crops, as a function of land use and straw management practices over time, in the North of Minas Gerais State, Brazil. Four sugarcane fields with different ages and management systems were studied: Cane 6, Cane 7, Cane 8, and Cane 10. The data obtained were compared with a native vegetation area located near the sugarcane fields, and used as reference for unmanaged soil. In each system, soil samples were collected in the 0-10, 10-20, and 20-30 cm depth layers, to determine the physical attributes, the total organic carbon, and the physical fractions of the soil organic matter. We found that the sugarcane management with the maintenance of a part of the straw on the soil surface contributes to the preservation of the soil structure and the most stable fractions of organic carbon over time. However, in the regions with high annual mean temperature and in the irrigated systems, the soil tillage for the renewal of the sugarcane fields significantly decreases the total soil organic carbono.(AU)

A substituição de áreas de vegetação nativa em áreas agrícolas pode causar diversas alterações nos atributos químicos e físicos e na dinâmica do carbono orgânico do solo. Este estudo teve como objetivo avaliar mudanças nos atributos físicos e no estoque de carbono nas frações de matéria orgânica do solo em canaviais irrigados, em função do uso da terra e das práticas de manejo da palhada, no Norte do Estado de Minas Gerais. Foram estudados quatro canaviais com diferentes idades e sistemas de manejo: Cana 6, Cana 7, Cana 8 e Cana 10. Os dados obtidos foram comparados com os do solo de área de vegetação nativa, próxima aos canaviais, como referência de solo não manejado. Em cada uma das áreas foram coletadas amostras de solo nas camadas de 0-10, 10-20, and 20-30 cm de profundidade, para a determinação dos atributos físicos, carbono orgânico total e fracionamento físico da matéria orgânica do solo. De acordo com os resultados obtidos, o manejo dos canaviais com a manutenção de parte da palha na superfície do solo contribui para a preservação da estrutura do solo e das frações mais estáveis do carbono orgânico ao longo do tempo. Porém, em regiões de alta temperatura média anual e em sistemas irrigados, o preparo do solo para a renovação dos canaviais diminui significativamente o carbono orgânico total do solo.(AU)

Estimation of carbon stock in the soil plant system of the main phytophysiognomies of the cerrado of west Bahia, Brazil / Estimativa do estoque de carbono no sistema solo planta das principais fitofisionomias do cerrado do oeste da Bahia, Brasil

The work was carried out in the western region of Bahia in five phytophysiognomies of cerrado. The regional climate is of the Aw type with rainy summers and dry winters. The main soils are Red-Yellow Latosol, Quartzarenic Neosol and Dystrophic Haplic Gleysol with texture varying from sandy to sandy loam. Soil samples were taken up to 0.40 m to determine the soil carbon and for plant biomass models already established by other authors were chosen. The total soil carbon content followed the decreasing order: VRD>CRD>CSS>CCS>CCL. This may reflect the difference in density of plants in these phytophysiognomic compartments, although there is no significant difference between the soils under the phytophysiognomies of CCS and CCL. The soils under the five phytophysiognomies, on average, presented a carbon stock of 50.63 Mg ha-1. The studied phytophysiognomies in aboveground vegetation presented carbon stocks ranging from 0.05 to 23.36 Mg ha-1.This variation is explained by the plant diversity of each phytophysiognomy. Therefore, the accumulation of carbon depends on the richness and size of species of the area. In general, the upper soil layers stored greater amounts of carbon. Above ground biomass and in roots stand out for higher carbon production in biomass, the phytophysiognomies of CRD and CSS.

O trabalho foi desenvolvido na região Oeste da Bahia em cinco fitofisionomias de cerrado. O clima regional é do tipo Aw, com verão chuvoso e invernos seco. Os principais solos são Latossolo Vermelho-Amarelo e Neossolo Quartzarênicos, com textura variando de arenosa a franco arenosa. As amostras de solo foram retiradas até 0,40 m, para determinar o carbono do solo, para a biomassa vegetal, foram escolhidos modelos já consagrados por outros autores. O teor carbono total do solo obedeceu a seguinte ordem decrescente: VRD>CRD>CSS>CCS>CCL, fato que pode refletir a diferença de adensamento de plantas nesses compartimentos fitofisionômicos, apesar da não haver diferença significativa entre os solos sob as fitofisionomias de CCS e CCL. Em média, os solos sob as cinco fitofisionomias apresentaram média de estoque de carbono de 50,63 Mg ha-1. As fitofisionomias estudas, na vegetação acima do solo, apresentaram estoque de carbono variando 0,05 a 23,36 Mg ha-1. Essa variação é explicada pela diversidade vegetal de cada fitofisionomia. Portanto, o acumulo de carbono depende da riqueza e porte das espécies da área. De modo geral, as camadas superficiais do solo armazenaram maiores quantidades de carbono. A biomassa acima do solo e nas raízes, destacam-se por maiores produção de carbono na biomassa, as fitofisionomias de CRD e CSS.

Oxidizable organic carbon fractions in soils under leguminous nitrogen-fixing trees in a degraded pasture / Frações oxidáveis do carbono em solos sob leguminosas florestais fixadoras de nitrogênio em pastagens degradadas

The chemical fractionation of C by an increasing oxidation gradient, has shown to be a fast and promising methodology to detect changes in C lability. The objectives of the present study presents were: to evaluate the level of lability of soil organic C after conversion of degraded pasture into leguminous trees; evaluate the influence of soil depth on the lability of soil organic C. The experimental area consisted of pure plantations of Acacia auriculiformis, Mimosa caesalpiniifolia and Inga sp., a pasture and a secondary forest. The oxidizable organic carbon was determined by wet oxidation and allowed separation of four fractions according to the lability level (labile, moderately labile, moderately recalcitrant, recalcitrant). Labile fraction was the predominant fraction in all vegetation covers and depths. The conversion of degraded pasture into forest legume plantations and the soil depth promoted changes in the chemical composition of C. The continuous deposition of vegetable residues 13 years of leguminous trees favored the distribution of labile and moderately labile fractions along the soil profile and the recalcitrant fraction in the topsoil. The reference covers contributed to the recalcitrant fraction in the soil below 20 cm depth.

O fracionamento químico de carbono (C) por um gradiente crescente de oxidação, tem se mostrado uma metodologia rápida e promissora para detectar alterações na labilidade de C. Os objetivos do presente estudo foram: avaliar o nível de labilidade do C orgânico do solo após a conversão de pastagens degradadas em leguminosas; avaliar a influência da profundidade do solo na labilidade do C orgânico do solo. A área experimental consistiu em plantios puros de Acacia auriculiformis, Mimosa caesalpiniifolia e Inga sp., uma pastagem e uma mata secundária. O carbono orgânico oxidável foi determinado por oxidação úmida e permitiu a separação de quatro frações de acordo com o nível de labilidade (lábil, moderadamente lábil, moderadamente recalcitrante, recalcitrante). A fração lábil foi a fração predominante em todas as coberturas vegetais e profundidades. A conversão de pastagens degradadas em leguminosas florestais e a profundidade do solo promoveram mudanças na composição química do C. A deposição contínua de resíduos vegetais por 13 anos de leguminosas favoreceu a distribuição das frações lábil e moderadamente lábil ao longo do perfil do solo e da fração recalcitrante na camada superficial do solo. As coberturas de referência contribuíram para a fração recalcitrante no solo abaixo de 20 cm de profundidade.

Biochar from Caryocar brasiliense as a soil conditioner for common bean plants / Biochar de casca de Caryocar brasiliense como condicionador do solo para o feijoeiro

In recent years there has been a growing interest in the use of organic waste in agriculture. In this way, was aimed with this study to evaluate the biochar from pequi shell (Caryocar brasiliense Cambess) on the soil chemical properties and on the production and nutrition of common bean plants. The experiment was carried out in pots with soil (4 dm³ ~ 5,44 kg), in a completely randomized experimental design, 4 x 3 + 2 factorial scheme, with four replications. The treatments were four doses of biochar (0.0, 2.5, 5.0, 7.5 and 10.0 % v/v), three different particle size (G1, <0.5 mm; G2, 0.5-1,0 mm and G3, 1.0-2.0 mm) and two control treatments, one without and another with addition of soil corrective acidity. The biochar from pequi shell acted as a corrective of soil acidity and as a source of potassium for the plants. However, in higher doses of biochar there was a decrease in bean plants production due to nutritional imbalances.

RESUMO: Nos últimos anos, tem aumentado o interesse crescente pelo uso de resíduos orgânicos na agricultura. Dessa forma, objetivou-se com este estudo avaliar o biochar e a casca do pequi (Caryocar brasiliense Cambess) nas propriedades químicas do solo e na produção e nutrição de plantas de feijoeiro. O experimento foi realizado em vasos com solo (4 dm³ ~ 5,44 kg), em delineamento experimental inteiramente casualizado, em esquema fatorial 4 x 3 + 2, com quatro repetições. Os tratamentos foram quatro doses de biochar (0,0, 2,5, 5,0, 7,5 e 10,0 % v/v), três tamanhos de partículas diferentes (G1, <0,5 mm; G2, 0,5-1,0 mm e G3, 1,0-2,0 mm) e dois tratamentos controle, um sem e outro com adição de corretivo da acidez do solo. O biochar de casca do pequi atuou como corretivo da acidez do solo e como fonte de potássio para as plantas. Entretanto, em doses mais elevadas de biochar, houve uma diminuição na produção das plantas de feijão devido aos desequilíbrios nutricionais.

Organic matter compartments in an Ultisol under integrated agricultural and livestock production systems in the Cerrado / Compartimentos da matéria orgânica em Argissolo sob sistemas integrados de produção agropecuária no Cerrado

Integrated agricultural production systems have the potential to increase organic matter content, which is reflected in the soil carbon (C) and nitrogen (N) concentrations. Here, we evaluated the C and N stocks and its compartments in a typical distro cohesive yellow Ultisol under the no-till (NT) and crop-livestock integration (CLI) systems, in eastern Maranhão. Five areas with different management strategies were evaluated, more specifically, one area was managed under the NT system in succession for 14 years (soybean/millet), three areas had different CLI system adoption histories (i.e., CLI was adopted 2, 4, or 8 years prior to sample collection); and finally, one area consisted of native Cerrado (savannah) vegetation. Soil samples were collected at depths of 0-0.10, 0.10-0.20, 0.20-0.30, and 0.30-0.50 m,to analyze the content and total stocks of carbon (C) and its compartments (physical and chemical), N content, soil microbial biomass, and basal respiration. Results revealed higher content and stock of C and N in areas with CLI. The principal humic substance reported was humin, and higher concentrations of C associated with minerals were present in areas under more recent CLI adoption (2 and 4 years). We demonstrated that the adoption of CLI, even if recent, leads to immediate increases in the concentrations of C and its fractions as a result of using forage crops. NT for 14 years and CLI for 8 years exhibited higher levels of C management and higher soil biological activity due to the greater stability of these systems.

Os sistemas integrados de produção agropecuária possuem potencial de incrementar a matéria orgânica, com reflexos nas concentrações de carbono e de nitrogênio no solo. O objetivo do trabalho foi avaliar estoques de carbono e nitrogênio e seus compartimentos em um Argissolo Amarelo Distrocoeso típico sob plantio direto e integração lavoura-pecuária no Leste maranhense. Os manejos avaliados foram: sistema de plantio direto em sucessão há 14 anos (soja/milheto), três áreas com diferentes históricos de sucessão com a adoção do sistema integração lavoura-pecuária (ILP), sendo dois, quatro e oito anos, além de uma área de Cerrado nativo. Foram coletadas amostras de solo nas profundidades de 0,00-0,10; 0,10-0,20; 0,20-0,30; 0,30-0,50 metros para análise de teores e estoques totais de carbono (C) e de seus compartimentos (físico e químico), nitrogênio (N) e da biomassa microbiana do solo e respiração basal. Os resultados revelam maior teor e estoque de C e N nas áreas com ILP. A substância húmica predominante foi a humina e maiores concentrações do carbono associado a minerais estiveram presentes na área sob ILP mais recente (dois e quatro anos). A adoção da ILP, mesmo que recente, proporciona incrementos imediatos nas concentrações de C e suas frações em função do emprego de forrageiras. O plantio direto há 14anos e ILP há oito anos são sistemas com maior índice de manejo do C, como, também, apresentam maior atividade biológica do solo, devido à maiores estabilidade destes sistemas.

Evaluation of some microbiological attributes of the soil in two different management systems / Avaliação de atributos microbiológicos do solo em dois diferentes sistemas de manejo

The maintenance of organic matter in tropical soils and the use of soil quality indicators that can express its changes in sustainable agricultural systems is very important for monitoring the health of these ecosystems with high productivity and longevity. The aim of this experiment was to evaluate, through enzymatic responses of microbiological activity, variations resulting from different cultivation systems under sandy soil conditions in western of São Paulo State. In this purpose, the measurement of the parameters microbial biomass carbon (MBC), microbial biomass nitrogen (NBM), dehydrogenase (DNSE), basal respiration (BR) and the metabolic quotient (qCO2) in two culture systems characterized by being a succession of annual crops with soybean/corn (annual crops) and the other under perennial pasture of the genus Urochloa (pasture), respectively. It was verified that the two systems presented different behaviors related to the evaluated microbiological attributes, showing higher values in the evaluated microbial attributes in the area where Urochloa grass was cultivated.

A manutenção da matéria orgânica em solos tropicais e o uso de indicadores de qualidade do solo que possam expressar suas alterações em sistemas agrícolas sustentáveis é de grande importância para o monitoramento da saúde desses ecossistemas com alta produtividade e longevidade. Buscou-se neste experimento avaliar dois diferentes sistemas de cultivo sob condições de solos arenosos do oeste paulista, respostas diferentes nas atividades microbiológicas, decorrentes destes manejos. Neste sentido, procedeu-se a mensuração dos parâmetros carbono da biomassa microbiana (CBM), nitrogênio da biomassa microbiana (NBM), desidrogenase (DNASE), respiração basal (RB) e o quociente metabólico (qCO2), em dois sistemas de cultivo agrícola caracterizados por serem sucessão de culturas anuais com soja/milho (cultivos anuais) e o outro sob pastagem perene do gênero Urochloa (pastagens), respectivamente. Verificou-se que os dois sistemas apresentaram comportamentos diferentes relacionados aos atributos microbiológicos avaliados, apresentando maiores valores dos atributos biológicos na área onde havia o cultivo da gramínea do gênero Urochloa.

Linear and spatial variability of eucalyptus dendrometric attributes correlated with the properties of a Typic Haplustox soil (Oxisol) in the Brazilian savannah / Variabilidade linear e espacial dos atributos dendométricos do eucalipto correlacionados com atributos de um latossolo no cerrado brasileiro

Effects of soil attributes using the geostatistical tool improves the interpretation of specific soil management. Thus, this study aimed to evaluate the physical, chemical, and microbiological properties of a Typical Haplustox (Oxisol), identifying those with the best linear and spatial correlation with eucalyptus (Eucalyptus spp.) vegetative growth. The experiment was conducted at the Teaching, Research, and Extension Farm (FEPE) of the Universidade Estadual Paulista (UNESP), Campus of Ilha Solteira. Thirty-five points spaced 13 meters apart were demarcated for analysis, which were distributed in 5 rows of 7 points each. From each point, 2 soil samples were collected from the 0-10 cm depth layer. The physical, chemical, and microbiological soil properties evaluated were: sand, silt, and clay contents; penetration resistance (PR), gravimetric moisture (GM), real density (RD), microbial biomass carbon (MBC), respirometry (CO2-C), metabolic quotient (qCO2), organic matter content (OM), and hydrogenionic potential (pH). The eucalyptus attributes assessed were: plant height (PH) and circumference at breast height (CBH). Each attribute was analyzed by descriptive statistics using the SAS software. Data frequency distribution was verified by the Shapiro Wilk method, and geospatial changes were analyzed by the GS+ software. The soil property that best explained the variability in eucalyptus dendrometric attributes was real density (RD). Except for RD, all properties did not show spatial dependence (i.e., pure nugget effect), which significantly represents eucalyptus vegetative performance.(AU)

Efeitos dos atributos do solo utilizando a ferramenta geoestatística melhora a interpretação do manejo específico do solo. Assim, este estudo teve como objetivo avaliar as propriedades físicas, químicas e microbiológicas de um Latossolo Vermelho Típico, identificando aqueles com melhor correlação linear e espacial com o crescimento vegetativo do eucalipto (Eucalyptus spp). O experimento foi conduzido na Fazenda de Ensino, Pesquisa e Extensão (FEPE) da Universidade Estadual Paulista (UNESP), Campus de Ilha Solteira. Foram demarcados para análise 35 pontos espaçados de 13 metros entre si, os quais foram distribuídos em 5 fileiras de 7 pontos cada. De cada ponto, 2 amostras de solo foram coletadas da camada de 0-10 cm de profundidade. As propriedades físicas, químicas e microbiológicas do solo avaliadas foram: teores de areia, silte e argila; resistência à penetração (PR), umidade gravimétrica (GM), densidade real (RD), carbono da biomassa microbiana (MBC), respirometria (CO2-C), quociente metabólico (qCO2), conteúdo de matéria orgânica (OM) e potencial hidrogeniônico (pH). Os atributos do eucalipto avaliados foram: altura da planta (AP) e circunferência à altura do peito (CAP). Cada atributo foi analisado por estatística descritiva usando o software SAS. A distribuição da frequência dos dados foi verificada pelo método Shapiro Wilk, e as mudanças geoespaciais foram analisadas pelo software GS +. A propriedade do solo que melhor explicou a variabilidade nos atributos dendrométricos do eucalipto foi a densidade real (RD). Exceto para RD, todas as propriedades não apresentaram dependência espacial (ou seja, efeito pepita pura), o que representa significativamente o desempenho vegetativo do eucalipto.(AU)

Nitrogen-fixing Cyanothece sp. as a mixotroph and silver nanoparticle synthesizer: a multitasking exceptional cyanobacterium / Cyanothece sp. fixadora de nitrogênio como um sintetizador de nanopartículas mixotrófico e prata: uma cianobactéria excepcional multitarefa

To investigate the best carbon source for mixotrophic growth of Cyanothece sp. This cyanobacterium is also used as a source of biogenic silver nanoparticles. The study also investigates the antimicrobial activity of nanoparticles (both gold and silver) biosynthesized by this cyanobacterium. Those particles are tested solely and in combination as antimicrobial agents against two farm bacteria commonly found in Al Ahsa. Soil extract was prepared from pesticide-free soil whereas dextrose was prepared in 6 mM concentration and the cyanobacterial culture cell density was determined after two weeks. Cultures of Cyanothece sp. were incubated with silver nitrate until turning brown. The external solution of culture was analyzed using chemical analyses including UV- visible and FTIR to confirm nano silver formation. Previously-biosynthesized nano gold particles by Cyanothece sp. were used solely and in combination with newly biosynthesized nano silver particles for antimicrobial bioassay against the two farm bacterial pathogens. The best mixotrophic cyanobacterial growth was obtained for soil extract followed by dextrose which were significantly different from control. The synthesis of nanoparticles using this cyanobacterium was confirmed using UV-visible light spectrophotometry which detected the characteristic surface plasmon resonance peak in the range of 410-450 nm and the FTIR spectroscopy which showed the characteristic silver nanoparticles peak at 3.297 cm-1 which overlaps with -OH- in addition to the other functional groups associated with nano silver particles detected at 2,927, 1,631 and 1,383 cm−1. Silver nanoparticles showed the strong antimicrobial effect against both pathogens Staphylococcus aureus (MRSA) and Staphylococcus warneri with inhibition zone diameter 1.3 cm for both followed by the combination of silver and gold nanoparticles. Soil extract is a natural medium rich in all types of organic and inorganic nutrients which enhance algal mixotrophic growth. Biosynthesized silver nanoparticles showed the strongest antibacterial action against both pathogens most likely due to its ease of penetration, interaction with cellular components, generation of reactive oxygen species and induction of oxidative stress leading to bacterial death.

Investigar a melhor fonte de carbono para o crescimento mixotrófico de Cyanothece sp. Esta cianobactéria também é utilizada como fonte de nanopartículas de prata biogênicas. O estudo também investiga a atividade antimicrobiana de nanopartículas (ouro e prata) biossintetizadas por essa cianobactéria. Essas partículas são testadas isoladamente e em combinação como agentes antimicrobianos contra duas bactérias agrícolas comumente encontradas em Al Ahsa. O extrato do solo foi preparado a partir de solo livre de pesticidas, enquanto a dextrose foi preparada na concentração de 6 mM e a densidade celular da cultura de cianobactérias foi determinada após duas semanas. Culturas de Cyanothece sp. foram incubadas com nitrato de prata até ficarem marrons. A solução externa de cultura foi analisada usando análises químicas incluindo UV-visível e FTIR para confirmar a formação de nano prata. Nano partículas de ouro previamente biossintetizadas por Cyanothece sp. foram usados ​​apenas e em combinação com nano partículas de prata recém-biossintetizadas para bioensaio antimicrobiano contra os dois patógenos bacterianos da fazenda. O melhor crescimento de cianobactérias mixotrópicas foi obtido para o extrato de solo seguido pela dextrose que foram significativamente diferentes do controle. A síntese de nanopartículas usando esta cianobactéria foi confirmada por espectrofotometria de luz UV-visível que detectou o pico característico de ressonância plasmônica de superfície na faixa de 410-450 nm e a espectroscopia FTIR que mostrou as nanopartículas de prata características - pico em 3.297 cm-1 que se sobrepõe com -OH- além dos outros grupos funcionais associados a nanopartículas de prata detectadas em 2.927, 1.631 e 1.383 cm−1. As nanopartículas de prata mostraram forte efeito antimicrobiano contra ambos os patógenos (Staphylococcus aureus (MRSA) e Staphylococcus warneri com diâmetro de zona de inibição de 1,3 cm para ambos, seguido pela combinação de nanopartículas de prata e ouro. O extrato do solo é um meio natural rico em todos os tipos de nutrientes orgânicos e inorgânicos que favorecem o crescimento mixotrófico de algas. As nanopartículas de prata biossintetizadas mostraram a ação antibacteriana mais forte contra ambos os patógenos, provavelmente devido à sua facilidade de penetração, interação com componentes celulares, geração de espécies reativas de oxigênio e indução de estresse oxidativo levando à morte bacteriana.

Diffuse reflectance spectroscopy for estimating soil organic carbon and make nitrogen recommendations

Diffuse reflectance spectroscopy (DRS) has the potential to predict soil organic carbon (SOC). However, it is still little used as a matter of routine in soil laboratories in Brazil. The objective of this study was to make evaluations as to whether SOC predicted by spectral techniques can replace measurement by routine chemical methods with no loss in quality and be applied in the recommendation of nitrogen fertilizer as well as identifying the best prediction strategies to use. A data set containing 2,471 samples from six soil spectral libraries (SSL) was used to develop spectroscopic models for SOC content prediction, including consideration of sample stratification and preprocessing techniques. The SOC was quantified through the analytical-chemical methods of wet combustion with determination by titration, designated as the reference method (REM), and colorimeter, designated as the routine method (ROM in an independent data set). SOC contents predicted by the spectral analysis method (SAM) were compared to the REM and ROM results, converted to soil organic matter (SOM) and used for N recommendations. The best estimate for SOM content using the SAM was achieved through stratification of the SSL and application of the standard normal variate (SNV) preprocessing. The SOC predicted by spectral techniques proved capable of replacing the SOC measured by routine chemical methods with no loss of quality and supported by an appropriate nitrogen fertilizer recommendation, provided the models met the conditions and possessed the characteristics of the samples to be analyzed.

Diffuse reflectance spectroscopy for estimating soil organic carbon and make nitrogen recommendations

Diffuse reflectance spectroscopy (DRS) has the potential to predict soil organic carbon (SOC). However, it is still little used as a matter of routine in soil laboratories in Brazil. The objective of this study was to make evaluations as to whether SOC predicted by spectral techniques can replace measurement by routine chemical methods with no loss in quality and be applied in the recommendation of nitrogen fertilizer as well as identifying the best prediction strategies to use. A data set containing 2,471 samples from six soil spectral libraries (SSL) was used to develop spectroscopic models for SOC content prediction, including consideration of sample stratification and preprocessing techniques. The SOC was quantified through the analytical-chemical methods of wet combustion with determination by titration, designated as the reference method (REM), and colorimeter, designated as the routine method (ROM in an independent data set). SOC contents predicted by the spectral analysis method (SAM) were compared to the REM and ROM results, converted to soil organic matter (SOM) and used for N recommendations. The best estimate for SOM content using the SAM was achieved through stratification of the SSL and application of the standard normal variate (SNV) preprocessing. The SOC predicted by spectral techniques proved capable of replacing the SOC measured by routine chemical methods with no loss of quality and supported by an appropriate nitrogen fertilizer recommendation, provided the models met the conditions and possessed the characteristics of the samples to be analyzed.(AU)