Enzymatic stoichiometry in tropical soil under pure and mixed plantations of eucalyptus with N2-fixing trees

Soil enzymes play a fundamental role in nutrient cycling in forest systems. The stoichiometry of C, N, and P­acquiring enzymes has been used to indicate nutrient limitation in the soil. However, the enzymatic stoichiometry remains poorly understood in pure and mixed eucalypt plantations. Thus, this study aims to assess the activity of enzymes in the soil to address the hypothesis that the introduction of N2-fixing trees could influence the enzymatic stoichiometry on C, N, and P cycling. The activity of ß-glucosidase (BG), urease (U), and acid phosphatase (AP) was assessed in soil (0-20 cm depth) of pure Eucalyptus grandis without (E) and with N fertilization (E+N), and a mixed system with E. grandis and Acacia mangium (E+A), and a pure A. mangium (A) plantation at 27 and 39 months after planting. The activities of BG/U, BG/AP, and U/AP were used to calculate the enzyme C/N, C/P, and N/P ratios, respectively. Rates of N­acquiring enzymes were higher in E and E+N, while soil microorganisms invested in P­acquiring enzymes in A and E+A. The vector length and angle demonstrated that C demand by microorganisms does not change in relation to N and P, regardless of the treatment. However, N demand decreased in relation to P in A and E+A (mainly at 27 months). Our results suggest that enzymes activity in pure eucalypt systems is limited for their soil-litter nutrient contents. At the same time while acacia and mixed plantation seem to invest in P­acquiring enzymes to improve biological N2 fixation promoted by diazotrophic bacteria associated to acacia.

Salinity study of irrigation waters used in rice fields / Estudo da salinidade em águas de irrigação utilizadas na lavoura arrozeira

In Santa Catarina State, Brazil, rice is predominantly cultivated in irrigated systems, and irrigation water is generally collected directly from watercourses. Irrigated rice crops, which are sensitive to water salinity, form the basis of the economy of the Mampituba River Basin region, southern Brazil. This study aimed to assess salinity fluctuations in waters collected from the Mampituba River for irrigation of rice crops during the four seasons of the year. For salinity determination, water samples were collected from six sites along the river course, from the source to the mouth. Three subsamples were collected at each site, with a mean interval of 15 days between collections, beginning in May 2016 and ending in April 2017. Samples were evaluated for electrical conductivity (EC). Assessment of salinity damage was performed in seedlings of rice cultivars 'IRGA 417' and 'EPAGRI 106'. When seedlings reachedthe S2 stage, they were transplanted into flooded soil at different saline concentrations. EC values ranged from 224 to 20,120 µS cm−1over the experimental period, being higher at sites closer to the sea. The highest salinity values were recorded betweenNovember 2016 and January2017. It was possible to observe an inverse relationship between rainfall and water salinity. Salinity causes damage to rice plants, particularly seedlings. Symptoms include leaf tip chlorosis, leaf curling, and necrosis of old leaves. It is important forrice farmers to understand salt wedge fluctuations within their estuary as well as variations in salinity levels at different sites and times of the year.(AU)

No estado de Santa Catarina predomina na sua totalidade o cultivo de arroz irrigado e a água utilizada para a irrigação destas lavouras em sua maioria são retiradas diretamente de cursos de água. A região da Bacia Hidrográfica do Rio Mampituba tem sua economia baseada no cultivo do arroz irrigado, cujas plantas são sensíveis à salinidade. O presente trabalho objetivou determinar a flutuação de salinidade na água do Rio Mampituba (Sul do Brasil) utilizada para irrigação na lavoura arrozeira durante as quatro estações do ano. Para a determinação da salinidade foram realizadas coletas de água em seis locais no percurso do rio, desde sua nascente até a foz. Em cada local foram coletadas três subamostras de água com intervalo médio de 15 dias iniciado em maio de 2016 e finalizado em abril de 2017 e analisada a condutividade elétrica (CE). A caracterização do dano por salinidade em plântulas de arroz foi realizada nas cultivares IRGA 417 e EPAGRI 106. As plântulas foram transplantadas para solo inundado com diferentes concentrações salinas no estádio S2. A CE ao longo do período avaliado variou de 224 a 20.120 µS cm−1e foi maior nos pontos mais próximos ao mar. Os maiores valores de salinidade foram observados entre os meses de novembro de 2016 e janeirode 2017. Foi possível observar relação inversa entre a precipitação e a salinidade. A salinidade causa danos as plantas de arroz sendo os principais danos observados em plântulas. Estes danos foram clorose da ponta do limbo foliar, enrolamento foliar e necrose de folhas velhas. É importante que os orizicultores saibam como é a flutuação da cunha salina dentro do estuário, além de quais níveis incidem em cada local e em cada época do ano.(AU)

Effect of season and housing systems on various physio-behavioral attributes of local breed of rabbits (Oryctolagus cuniculus) in Southern Punjab, Pakistan / Efeito da estação e dos sistemas de alojamento em vários atributos fisiocomportamentais da raça local de coelhos (Oryctolagus cuniculus) no sul de Punjab, Paquistão

The present study was conducted to investigate the effect of season and various housing systems on behavioral i.e. sitting, standing, walking and physiological i.e. respiratory rate (RR), rectal temperature (RT), time of sexual libido (TSL) attributes of local breed of rabbits reared in Southern Punjab, Pakistan. Adult rabbits (n = 40) of 6 month to 1 year old were divided into two groups (n = 20 / group). Group I was placed under traditional colony system in the soil while group II was kept under modern cage system. Sitting and standing was significantly (p ≤ 0.05) higher during summer and winter respectively. The RR and RT were significantly (p ≤ 0.05) higher in summer as compared to other study seasons. Standing behavior was significantly (p ≤ 0.05) higher in caged rabbits as compared to colony-reared ones. Statistically higher (p ≤ 0.05) TSL value was observed in summer as compared to other three study seasons. From this study it is concluded that rabbit's behavioral and physiological traits are significantly affected by season and housing systems. We concluded that rabbits show better physio-behavioral performance in autumn and winter season while summer stress negatively affects physiology and behavior under caged-system. This study could contribute new aspects of behavioral and physiological processes in local breed of rabbits due to different seasons and housing systems.

O presente estudo foi conduzido para investigar o efeito da estação do ano e de vários sistemas de alojamento nos atributos comportamentais, isto é, sentar, levantar, andar e fisiológico, isto é, frequência respiratória (RR), temperatura retal (TR), tempo de libido sexual (TSL), atributos da raça local de coelhos criados no sul de Punjab, Paquistão. Coelhos adultos (n = 40) de 6 meses a 1 ano de idade foram divididos em dois grupos (n = 20 / grupo). O grupo I foi colocado sob o sistema de colônia tradicional no solo, enquanto o grupo II foi mantido sob o sistema moderno de gaiolas. Sentar e ficar em pé foi significativamente (p ≤ 0,05) maior durante o verão e inverno, respectivamente. O RR e o TR foram significativamente (p ≤ 0,05) maiores no verão, em comparação com as outras estações do estudo. O comportamento em pé foi significativamente (p ≤ 0,05) maior em coelhos engaiolados, em comparação com os criados em colônia. O valor de TSL estatisticamente maior (p ≤ 0,05) foi observado no verão, em comparação com outras três temporadas de estudo. A partir deste estudo, concluiu-se que os traços comportamentais e fisiológicos dos coelhos são significativamente afetados pela estação do ano e pelos sistemas de alojamento. Concluímos que os coelhos apresentam melhor desempenho fisiocomportamental no outono e inverno, enquanto o estresse do verão afeta negativamente a fisiologia e o comportamento em sistema enjaulado. Este estudo pode contribuir com novos aspectos dos processos comportamentais e fisiológicos em raças locais de coelhos devido às diferentes estações do ano e sistemas de alojamento.

Sampling techniques and environmental variables influence the distribution of pseudoscorpions in urban forest fragments in the central Amazon / Métodos de amostragem e variáveis ambientais influenciam a distribuição de pseudoescorpiões em fragmentos florestais urbanos na Amazônia central

The growth of urban landscapes has genarally reduced biodiversity worldwide. Invertebrates have explored different environments, and it usually takes different sampling techniques to get a representative sample of the species assemblage in a given location. Some studies have sought to determine the minimum necessary number of sampling techniques, including ecological relationships or costs to guide the sampling protocol. In the Amazon, the effect of soil characteristics on invertebrate distribution is well known. We evaluated if sampling techniques have a complementary effect on the detection of pseudoscorpion assemblages and tested whether environmental variables affect the distribution of pseudoscorpion species. The study sites were two urban forest fragments in the city of Manaus, in the central Amazon. In each fragment, we sampled 20 palm trees using the beating technique, and installed transects with 12 sampling points for collection of soil and litter samples for extraction of arthropods in a Berlese funnel and a Winkler extractor, respectively. We collected 267 individuals of 11 species of pseudoscorpions. Most records were obtained through the Winkler extraction in both fragments. The assemblage from the palm trees was different from that in the edaphic samples. Pseudoscorpion species composition also differed significantly between soil and litter, and was influenced by potassium concentration. The number of species in the fragments and the environmental effect on the distribution of pseudoscorpions was similar to that recorded in environmental protection areas, evidencing that urban forest fragments can serve as an efficient repository of Amazonian pseudoscorpion biodiversity.(AU)

O crescimento das paisagens urbanas geralmente reduziu a biodiversidade em todo o mundo. Os invertebrados exploram diferentes ambientes, e geralmente são necessárias diferentes técnicas de amostragem para obter uma amostra representativa da assembleia de espécies em um determinado local. Alguns estudos têm buscado determinar o número mínimo necessário de técnicas de amostragem, incluindo relações ecológicas ou custos para orientar o protocolo de amostragem. Na Amazônia, o efeito das características do solo na distribuição dos invertebrados é bem conhecido. Nós avaliamos se as técnicas de amostragem têm um efeito complementar na detecção de assembleias de pseudoescorpiões e testamos se as variáveis ambientais afetam a distribuição das espécies de pseudoescorpiões. Os locais de estudo foram dois fragmentos florestais urbanos na cidade de Manaus, Amazônia central. Em cada fragmento, amostramos 20 palmeiras com guarda-chuva entomológico e instalamos transectos com 12 pontos amostrais para coleta de solo e serrapilheira para extração de artrópodes em funil de Berlese e extrator de Winkler, respectivamente. Coletamos 267 indivíduos de 11 espécies de pseudoescorpiões. A maioria dos registros foi obtida com Winkler em ambos fragmentos. A assembleia em palmeiras foi diferente das amostras edáficas. A composição de espécies de pseudoescorpiões também diferiu significativamente entre solo e serapilheira, e foi influenciada pela concentração de potássio. O número de espécies nos fragmentos e o efeito ambiental na distribuição de pseudoescorpiões foram semelhantes aos registrados em áreas de proteção ambiental, evidenciando que fragmentos florestais urbanos podem servir como um eficiente repositório da biodiversidade de pseudoescorpiões amazônicos.(AU)

Preconsolidation stress of gibbsitic and kaolinitic Oxisols under a multipractice conservationist coffee system / Pressão de pré-consolidação de Latossolos gibbsítico e caulinítico sob sistema de multipraticas conservacionista no cultivo cafeeiro

Our goal was to analyze the impact of a multipractice soil conservationist system on coffee production in tropical soils (LATOSSOLO VERMELHO-AMARELO caulinítico/kaolinitic Haplustox and LATOSSOLO VERMELHO-gibbsítico/gibbsitic Acrustox) in Minas Gerais, Brazil. In the experimental area, the soil management involved a set of multiple conservationist practices during cultivation for more than 3.5 yrs. Soil samples were collected at 0-5, 10-15, and 20-25 cm depths at two positions: planting rows and between rows. The soil physical and mechanical properties were determined, with a focus mainly on the preconsolidation stress model (preconsolidation stress versus matric tension). For the purpose of analysis, a split-split plot experimental design was implemented. A linear mixed regression model (LMR) was fitted, and Wald's test was performed (P < 0.05). An improvement of soil physical quality for both Oxisols was observed at the planting row position. The effects of multipractice soil management after 3.5 yrs of cultivation in association with increased gibbsite content could promote new soil structure organization, as revealed by LMR, resulting in more resilient soils (between rows) and increasing the resistance to external pressures on gibbsitic Acrustox. Overall, the findings herein are in concordance with global trends towards conservationist practices that may alleviate soil compaction in agricultural systems to maintain environmental sustainability.(AU)

Nosso objetivo foi analisar o impacto de um sistema de manejo do solo com multi-práticas conservacionistas para o cultivo cafeeiro em solos tropicais (LATOSSOLO VERMELHO-AMARELO caulinítico/ kaolinitic Haplustox and LATOSSOLO VERMELHO gibbsítico/ gibbsitic Acrustox) em Minas Gerais, Brasil. Na área experimental, o manejo do solo incluiu um conjunto de multi-práticas conservacionistas por mais de 3,5 anos. Amostras de solo foram coletadas em 0-5; 10-15; e profundidades de 20 a 25 cm em duas posições: linha e entrelinha. As propriedades físicas e mecânicas do solo foram determinadas, concentrando-se principalmente na modelagem da compactação (estresse de pré-consolidação versus tensão matricial). Para fins de análise, foi considerado o delineamento experimental de parcelas subsubdivididas. Foi ajustado o modelo de regressão linear mista (RLM), bem como o teste F de Wald (P < 0,05). Melhorias na qualidade física do solo em ambos os Latossolos foi observada na linha de plantio. Os efeitos do sistema de manejo multipráticas usado após 3,5 anos de cultivo associado ao maior conteúdo de gibbsita podem promover uma nova organização da estrutura do solo revelada pelo RLM, que resulta em solos mais resilientes (na entrelinha), melhorando a resistência às pressões externas aplicadas ao Latossolo gibbsítico. No geral, os resultados aqui apresentadas estão de acordo com as tendências globais em direção a práticas conservacionistas que podem aliviar a compactação do solo em sistemas agrícolas e manter a sustentabilidade ambiental.(AU)

Nutrient dynamics with application of humic substances and liming in irrigated soil filled columns / Dinâmica de nutrientes com a aplicação de substâncias húmicas e calagem em colunas de solo irrigadas

The objective of this work was to evaluate the retention of P, K, Ca and Mg nutrients, as well as pH and electrical conductivity in Oxisols. Soil samples were placed into columns, with addition of humic substances (soil with and without liming). The experiment was conducted in a greenhouse and the columns consisted of PVC tubes with 40 cm height x 5 cm diameter. The humic substances used were humic acid and fulvic acid, applied at rates of 0, 60, 120 and 240 L ha-¹, in soil with or without lime. Ten irrigation events were performed, simulating 32 mm rainfall. After that, samples were collected from the columns, at 0-20 and 20-40 cm depths, to identify the residual effect of the addition of humic substances. A completely randomized design was used for this experiment, with 2×2×4 factorial statistical model and 3 replications. The results showed that, under acidic soil conditions, the use of fulvic acid provides more significant P release (up to 40%) in soil when compared to humic acid. When the rate of 240 L ha-¹ is applied, the fulvic acid can release up to 83% of P in the soil.

Neste trabalho avaliou-se a retenção dos nutrientes P, K, Ca e Mg, além do pH e condutividade elétrica em Latossolos, inseridos em colunas e adicionados de substâncias húmicas (na ausência e presença de calagem). O experimento foi conduzido em casa de vegetação e as colunas foram compostas por colunas de PVC de 40 cm de altura e 5 cm de diâmetro. As substâncias húmicas utilizadas foram o ácido húmico e o ácido fúlvico aplicados nas doses 0, 60, 120 e 240 L ha-¹ em solo com ou sem calcário. Dez eventos de irrigação foram realizados simulando chuvas de 32 mm. Em seguida, amostras das colunas foram coletadas nas profundidades de 0-20 e 20-40 cm para identificar o efeito residual da adição de substâncias húmicas. O experimento foi em delineamento inteiramente casualizado, com modelo estatístico fatorial 2×2×4 com 3 repetições. Os resultados mostraram que em condições de solo ácido, o uso do ácido fúlvico é mais expressivo na liberação de P (até 40% de liberação) no solo quando comparado ao ácido húmico. E, quando utilizada a taxa de 240 L ha-¹, o ácido fúlvico pode liberar até 83% de P no solo.

Nutrient dynamics with application of humic substances and liming in irrigated soil filled columns / Dinâmica de nutrientes com a aplicação de substâncias húmicas e calagem em colunas de solo irrigadas

The objective of this work was to evaluate the retention of P, K, Ca and Mg nutrients, as well as pH and electrical conductivity in Oxisols. Soil samples were placed into columns, with addition of humic substances (soil with and without liming). The experiment was conducted in a greenhouse and the columns consisted of PVC tubes with 40 cm height x 5 cm diameter. The humic substances used were humic acid and fulvic acid, applied at rates of 0, 60, 120 and 240 L ha-¹, in soil with or without lime. Ten irrigation events were performed, simulating 32 mm rainfall. After that, samples were collected from the columns, at 0-20 and 20-40 cm depths, to identify the residual effect of the addition of humic substances. A completely randomized design was used for this experiment, with 2×2×4 factorial statistical model and 3 replications. The results showed that, under acidic soil conditions, the use of fulvic acid provides more significant P release (up to 40%) in soil when compared to humic acid. When the rate of 240 L ha-¹ is applied, the fulvic acid can release up to 83% of P in the soil.(AU)

Neste trabalho avaliou-se a retenção dos nutrientes P, K, Ca e Mg, além do pH e condutividade elétrica em Latossolos, inseridos em colunas e adicionados de substâncias húmicas (na ausência e presença de calagem). O experimento foi conduzido em casa de vegetação e as colunas foram compostas por colunas de PVC de 40 cm de altura e 5 cm de diâmetro. As substâncias húmicas utilizadas foram o ácido húmico e o ácido fúlvico aplicados nas doses 0, 60, 120 e 240 L ha-¹ em solo com ou sem calcário. Dez eventos de irrigação foram realizados simulando chuvas de 32 mm. Em seguida, amostras das colunas foram coletadas nas profundidades de 0-20 e 20-40 cm para identificar o efeito residual da adição de substâncias húmicas. O experimento foi em delineamento inteiramente casualizado, com modelo estatístico fatorial 2×2×4 com 3 repetições. Os resultados mostraram que em condições de solo ácido, o uso do ácido fúlvico é mais expressivo na liberação de P (até 40% de liberação) no solo quando comparado ao ácido húmico. E, quando utilizada a taxa de 240 L ha-¹, o ácido fúlvico pode liberar até 83% de P no solo.(AU)

Trichoderma asperellumand rhizobacteria improving biomass accumulation and gas exchange of lowland rice / Thichoderma asperellum e rizobactérias melhorando o acúmulo de biomassa e trocas gasosas em arroz irrigado

Rice the main source of energy to maintain the metabolism for almost four billion people worldwide. Riceplants treated with multifunctional microorganisms may be a good way for sustainable improvement of crop grain yield. Aimed study the effect of types and ways of microorganisms application in tropical lowland rice production, evaluated by biomass production and gas exchange. The greenhouse trial was in a completely randomized design, in factorial scheme 7 x 3 + 1, with four replication. Treatments were the combination of seven microorganisms: Bacillussp. (BRM32109 e BRM32110); Pseudomonas fluorescens(BRM32111); Pseudomonassp. (BRM32112); Burkholderia pyrrocinia(BRM32113); Serratiasp. (BRM32114) and Trichoderma asperellum pool (UFRA.T06 + UFRA.T09 + UFRA.T12 + UFRA.T52), with three forms of application (1. microbiolized seed; 2. microbiolized seed + soil drenched with microorganism at eight and 15 days after sowing (DAS)and 3. microbiolized seed + microorganism spray plant at eight and 15 DAS). Microbiolized seed was the best form of application, which allowed highest instantaneous carboxylation efficiency and yield of biomassproduction in lowland rice. Rhizobcteria BRM32114, followed by BRM32111, BRM32112 and fungi T. asperellum improved, an average, 17% in instantaneous carboxylation efficiency and 20% in dry shoot biomass production of lowland rice compared to the control plants.

Arroz é a principal fonte de energia para manutenção do metabolismo de quase quarto bilhões de pessoas no mundo todo. Plantas de arroz tratadas com microrganismos multifuncionais pode ser uma boa maneira para melhoria sustentável do rendimento de grãos. Objetivou-se estudar o efeito de tipos e formas de aplicação de microrganismos na produção de arroz irrigado tropical, avaliado pela produção de biomassa e trocas gasosas. Ensaio em casa de vegetação foi realizado em delineamento inteiramente casualizado, no esquema fatorial 7 x 3 + 1, com quatro repetições. Tratamentos consistiram da combinação de sete microrganismos: Bacillussp. (BRM32109 e BRM32110); Pseudomonas fluorescens(BRM32111); Pseudomonassp. (BRM32112); Burkholderia pyrrocinia(BRM32113); Serratiasp. (BRM32114) e Trichoderma asperellumpool (UFRA.T06 + UFRA.T09 + UFRA.T12 + UFRA.T52), com três formas de aplicação (1. semente microbiolizada; 2. semente microbiolizada + solo inundado com os microrganismos aos oito e 15 dias após a semeadura (DAS); e 3. semente microbiolizada + pulverização dos microrganismos nas plantas aos oito e 15 DAS). Microbiolização de sementes foi a melhor forma de aplicação dos microrganismos, o qual promoveu a maior taxa de eficiência instantânea de carboxilação e rendimento da produção de biomassa em arroz irrigado. Rizobactéria BRM32114, seguido por BRM32111, BRM32112 e fungo T. asperellum aumentaram, em média, 17% na eficiência instantânea de carboxilação e, 20% na produção de biomassa seca da parte aérea de arroz irrigado comparado com plantas controle.

Trichoderma asperellumand rhizobacteria improving biomass accumulation and gas exchange of lowland rice / Thichoderma asperellum e rizobactérias melhorando o acúmulo de biomassa e trocas gasosas em arroz irrigado

Rice the main source of energy to maintain the metabolism for almost four billion people worldwide. Riceplants treated with multifunctional microorganisms may be a good way for sustainable improvement of crop grain yield. Aimed study the effect of types and ways of microorganisms application in tropical lowland rice production, evaluated by biomass production and gas exchange. The greenhouse trial was in a completely randomized design, in factorial scheme 7 x 3 + 1, with four replication. Treatments were the combination of seven microorganisms: Bacillussp. (BRM32109 e BRM32110); Pseudomonas fluorescens(BRM32111); Pseudomonassp. (BRM32112); Burkholderia pyrrocinia(BRM32113); Serratiasp. (BRM32114) and Trichoderma asperellum pool (UFRA.T06 + UFRA.T09 + UFRA.T12 + UFRA.T52), with three forms of application (1. microbiolized seed; 2. microbiolized seed + soil drenched with microorganism at eight and 15 days after sowing (DAS)and 3. microbiolized seed + microorganism spray plant at eight and 15 DAS). Microbiolized seed was the best form of application, which allowed highest instantaneous carboxylation efficiency and yield of biomassproduction in lowland rice. Rhizobcteria BRM32114, followed by BRM32111, BRM32112 and fungi T. asperellum improved, an average, 17% in instantaneous carboxylation efficiency and 20% in dry shoot biomass production of lowland rice compared to the control plants.(AU)

Arroz é a principal fonte de energia para manutenção do metabolismo de quase quarto bilhões de pessoas no mundo todo. Plantas de arroz tratadas com microrganismos multifuncionais pode ser uma boa maneira para melhoria sustentável do rendimento de grãos. Objetivou-se estudar o efeito de tipos e formas de aplicação de microrganismos na produção de arroz irrigado tropical, avaliado pela produção de biomassa e trocas gasosas. Ensaio em casa de vegetação foi realizado em delineamento inteiramente casualizado, no esquema fatorial 7 x 3 + 1, com quatro repetições. Tratamentos consistiram da combinação de sete microrganismos: Bacillussp. (BRM32109 e BRM32110); Pseudomonas fluorescens(BRM32111); Pseudomonassp. (BRM32112); Burkholderia pyrrocinia(BRM32113); Serratiasp. (BRM32114) e Trichoderma asperellumpool (UFRA.T06 + UFRA.T09 + UFRA.T12 + UFRA.T52), com três formas de aplicação (1. semente microbiolizada; 2. semente microbiolizada + solo inundado com os microrganismos aos oito e 15 dias após a semeadura (DAS); e 3. semente microbiolizada + pulverização dos microrganismos nas plantas aos oito e 15 DAS). Microbiolização de sementes foi a melhor forma de aplicação dos microrganismos, o qual promoveu a maior taxa de eficiência instantânea de carboxilação e rendimento da produção de biomassa em arroz irrigado. Rizobactéria BRM32114, seguido por BRM32111, BRM32112 e fungo T. asperellum aumentaram, em média, 17% na eficiência instantânea de carboxilação e, 20% na produção de biomassa seca da parte aérea de arroz irrigado comparado com plantas controle.(AU)

Sampling representativeness of soil carbon and physiological parameters of marandu palisadegrass in a tropical silvopastoral system

The sampling methods for soil and plant evaluation in integrated production systems need to be refined for their use in experiments. This study purposed a sampling representativeness model to evaluate soil carbon and physiological parameters of marandu palisadegrass intercropped with double rows of eucalyptus in a silvopastoral system in southeastern Brazil. Four transects were delimited within the silvopastoral system and the soil was sampled at 0-5, 5-10, and 10-20 cm depths to evaluate two parameters of soil organic matter: total organic carbon (TOC) and soil microbial carbon (Cmic). We also evaluated three physiological parameters of marandu palisadegrass: stomatal conductance, transpiration rate, and photosynthetic rate. The sampling strategy was evaluated by the Hatheway and Modified Maximum Curvature (MMC) methods. We found that cultivation of the alley with forage grass and double rows of eucalyptus must be considered to ensure sampling representativeness in a silvopastoral system, once TOC and Cmic and physiological parameters showed variation within the integrated production system. The MMC method could be useful to evaluate silvopastoral systems for experiments and characterization of agricultural areas, as 11 soil samples are representative to evaluate Cmic and TOC, and 13 samples are enough to evaluate the physiological parameters in marandu palisadegrass. The Hatheway method could be applied to experiments that need higher accuracy with a reduction in the minimum difference to be detected between the treatments and a consequent increase in the number of samples to be collected.

Sampling representativeness of soil carbon and physiological parameters of marandu palisadegrass in a tropical silvopastoral system

The sampling methods for soil and plant evaluation in integrated production systems need to be refined for their use in experiments. This study purposed a sampling representativeness model to evaluate soil carbon and physiological parameters of marandu palisadegrass intercropped with double rows of eucalyptus in a silvopastoral system in southeastern Brazil. Four transects were delimited within the silvopastoral system and the soil was sampled at 0-5, 5-10, and 10-20 cm depths to evaluate two parameters of soil organic matter: total organic carbon (TOC) and soil microbial carbon (Cmic). We also evaluated three physiological parameters of marandu palisadegrass: stomatal conductance, transpiration rate, and photosynthetic rate. The sampling strategy was evaluated by the Hatheway and Modified Maximum Curvature (MMC) methods. We found that cultivation of the alley with forage grass and double rows of eucalyptus must be considered to ensure sampling representativeness in a silvopastoral system, once TOC and Cmic and physiological parameters showed variation within the integrated production system. The MMC method could be useful to evaluate silvopastoral systems for experiments and characterization of agricultural areas, as 11 soil samples are representative to evaluate Cmic and TOC, and 13 samples are enough to evaluate the physiological parameters in marandu palisadegrass. The Hatheway method could be applied to experiments that need higher accuracy with a reduction in the minimum difference to be detected between the treatments and a consequent increase in the number of samples to be collected.(AU)

Influence of the sugarcane vinasse of the balance of charges in high weathered oxide soil of subtropical region in Brazil / Influência da vinhaça no balanço de cargas em Latossolo Veemelho distrófico da região subtropical do Brasil

Brazil is one of the largest sugarcane producers around the world, however the effects concerning environment issues in soil are still no well described. Soil electrochemical can provide important information about residues uses and environmental contamination, and then zero point of charge (ZPC) is a parameter that may demonstrate this variation. In this study, It was analyzed the soil behavior when submitted to sugarcane vinasse application in different doses simulating high and low doses application as regularly done by the manufactures in typical tropical weathered oxisols. To procedure ZPC test, microcosmsexperiment was managed with all parameters measured and controlled in a factorial design:2 soil depths (superficial group – 0.0 – 20.0 cm and sub-superficial group – 60.0 – 80.0 cm), 3 salt concentration (0.002; 0.02 and 0.2 mL NaCl), and 4vinasse doses (Without application; Low – 164.28 mL L-1; Intermediate – 328.57 mL L-1 and High 657.14 mL L-1), after incubation all the samples were measured electrochemically.Based on these analyses, data rised two main highlights: 1. vinasse low doses behaved like a buffer solution, 2. High doses in sub-superficial layer disturbed ZCP. Then, vinasse seems correlate with lixiviation capacity, and then over-applications can disrupt soil solution on this soil.

O Brasil é um dos maiores produtores de cana-de-açúcar do mundo, porém os efeitos relativos às questões ambientais do uso dos resíduos desta atividade no solo ainda não estão bem descritos. A eletroquímica do solo pode fornecer informações importantes sobre o impacto do uso de resíduos e contaminação ambiental, sendo o ponto de carga zero (ZPC) um parâmetro que pode demonstrar esta variação. Neste estudo, foi analisada a resposta do solo quando submetido à aplicação de vinhaça de cana-de-açúcar em diferentes doses, utilizando a aplicação de altas e baixas doses deste resíduo normalmente feita pelas indústrias sucroalcooleira em Latossolos tropicais intemperizados típicos. Para o teste de ZPC, o experimento laboratorial foi realizado com todos os parâmetros medidos e controlados em um planejamento fatorial: 2 profundidades de solo (grupo superficial - 0,0 - 20,0 cm e grupo subsuperficial - 60,0 - 80,0 cm), 3 concentração de solução salina (0,002; 0,02 e 0,2 mL NaCl) e 4 doses de vinhaça (Sem aplicação; Baixa - 164,28 mL L-1; Intermediário - 328,57 mL L-1 e Alta 657,14 mL L-1), após a incubação todas as amostras foram medidas eletroquimicamente e calculado o ZPC. Com base nessas análises, observou-se: 1. A dose mais baixa de vinhaça apresentou-se como uma solução tampão, 2. As doses altas na camada subsuperficial influenciaram a ZPC. Assim, a vinhaça parece estar correlacionada com a capacidade de lixiviação, desta forma, aplicações de altas doses de vinhaça nestes solos podem afetar eletronicamente a solução dos mesmos.

Influence of the sugarcane vinasse of the balance of charges in high weathered oxide soil of subtropical region in Brazil / Influência da vinhaça no balanço de cargas em Latossolo Veemelho distrófico da região subtropical do Brasil

Brazil is one of the largest sugarcane producers around the world, however the effects concerning environment issues in soil are still no well described. Soil electrochemical can provide important information about residues uses and environmental contamination, and then zero point of charge (ZPC) is a parameter that may demonstrate this variation. In this study, It was analyzed the soil behavior when submitted to sugarcane vinasse application in different doses simulating high and low doses application as regularly done by the manufactures in typical tropical weathered oxisols. To procedure ZPC test, microcosmsexperiment was managed with all parameters measured and controlled in a factorial design:2 soil depths (superficial group 0.0 20.0 cm and sub-superficial group 60.0 80.0 cm), 3 salt concentration (0.002; 0.02 and 0.2 mL NaCl), and 4vinasse doses (Without application; Low 164.28 mL L-1; Intermediate 328.57 mL L-1 and High 657.14 mL L-1), after incubation all the samples were measured electrochemically.Based on these analyses, data rised two main highlights: 1. vinasse low doses behaved like a buffer solution, 2. High doses in sub-superficial layer disturbed ZCP. Then, vinasse seems correlate with lixiviation capacity, and then over-applications can disrupt soil solution on this soil.(AU)

O Brasil é um dos maiores produtores de cana-de-açúcar do mundo, porém os efeitos relativos às questões ambientais do uso dos resíduos desta atividade no solo ainda não estão bem descritos. A eletroquímica do solo pode fornecer informações importantes sobre o impacto do uso de resíduos e contaminação ambiental, sendo o ponto de carga zero (ZPC) um parâmetro que pode demonstrar esta variação. Neste estudo, foi analisada a resposta do solo quando submetido à aplicação de vinhaça de cana-de-açúcar em diferentes doses, utilizando a aplicação de altas e baixas doses deste resíduo normalmente feita pelas indústrias sucroalcooleira em Latossolos tropicais intemperizados típicos. Para o teste de ZPC, o experimento laboratorial foi realizado com todos os parâmetros medidos e controlados em um planejamento fatorial: 2 profundidades de solo (grupo superficial - 0,0 - 20,0 cm e grupo subsuperficial - 60,0 - 80,0 cm), 3 concentração de solução salina (0,002; 0,02 e 0,2 mL NaCl) e 4 doses de vinhaça (Sem aplicação; Baixa - 164,28 mL L-1; Intermediário - 328,57 mL L-1 e Alta 657,14 mL L-1), após a incubação todas as amostras foram medidas eletroquimicamente e calculado o ZPC. Com base nessas análises, observou-se: 1. A dose mais baixa de vinhaça apresentou-se como uma solução tampão, 2. As doses altas na camada subsuperficial influenciaram a ZPC. Assim, a vinhaça parece estar correlacionada com a capacidade de lixiviação, desta forma, aplicações de altas doses de vinhaça nestes solos podem afetar eletronicamente a solução dos mesmos.(AU)

Root growth and antioxidant enzyme responses to aluminium stress in sugarcane / Crescimento radicular e resposta de enzimas antioxidantes ao estresse por alumínio em cana-de-açúcar

Aluminium (Al) toxicity in acid soils is a major abiotic stress that can limit plant production worldwide. Al toxicity directly inhibits root development and exacerbates oxidative stress in the plant. Sugarcane is mostly cultivated in tropical regions and is often exposed to phytotoxic concentrations of soil Al. In this study, our objectives were to evaluate nine sugarcane cultivars on their tolerance to Al in a hydroponic system, investigating the effects of 143µM {Al3+} on root growth and on activity of the antioxidant enzymes ascorbate peroxidase (APX), catalase (CAT) and superoxide dismutase (SOD). The screening method proposed was suitable for a rapid, reliable and reproducible procedure of the sugarcane cultivars. Exposure to Al for three days altered root growth and activity of enzymes of the nine sugarcane cultivars. However, the magnitude of the alterations varied significantly among cultivars. The cultivar RB928064 was classified as Al-tolerant and the cultivar RB835486 as Al-sensitive. Increases in enzyme activity after Al exposure varied from 4 to 46%, with average increases of 19% in APX, 20% in CAT, and 8% in SOD. The variations induced by Al in enzyme activity, however, did not correlate significantly with those variations induced by Al in the root growth.

A toxidez por alumínio (Al) em solos ácidos é um dos principais estresses abióticos que podem limitara produção vegetal pelo mundo todo. A toxidez por Al inibe diretamente o desenvolvimento radicular e aumenta a produção de espécies reativas de oxigênio na planta. A cana-de-açúcar é mais cultivada em regiões tropicais e frequentemente está exposta a concentrações fitotóxicas de Al no solo. Neste estudo, nossos objetivos foram avaliar a tolerância ao Al de nove cultivares de cana-de-açúcar em um sistema hidropônico e investigar os efeitos de 143µM {Al3+} sobre o crescimento radicular e a atividade das enzimas antioxidantes ascorbato peroxidase (APX), catalase (CAT) e superóxido dismutase (SOD). O método de triagem proposto foi adequado para a avaliação de tolerância ao Al de forma rápida, confiável e reprodutível. A exposição ao Al por três dias alterou o crescimento radicular e a atividade das enzimas nas nove cultivares de cana-de-açúcar. Entretanto, a magnitude das alterações variou significativamente entre as cultivares. A cultivar RB928064 foi classificada como tolerante e a cultivar RB835486 como sensível ao Al. Os incrementos de atividade enzimática após exposição ao Al variaram entre 4 e 46%,com incrementos médios de 19% para APX, 20% para CAT, e 8% para SOD. As variações induzidas pelo Al sobre a atividade enzimática, entretanto, não apresentaram correlações significativas com aquelas induzidas pelo Al sobre o crescimento radicular.

Root growth and antioxidant enzyme responses to aluminium stress in sugarcane / Crescimento radicular e resposta de enzimas antioxidantes ao estresse por alumínio em cana-de-açúcar

Aluminium (Al) toxicity in acid soils is a major abiotic stress that can limit plant production worldwide. Al toxicity directly inhibits root development and exacerbates oxidative stress in the plant. Sugarcane is mostly cultivated in tropical regions and is often exposed to phytotoxic concentrations of soil Al. In this study, our objectives were to evaluate nine sugarcane cultivars on their tolerance to Al in a hydroponic system, investigating the effects of 143µM {Al3+} on root growth and on activity of the antioxidant enzymes ascorbate peroxidase (APX), catalase (CAT) and superoxide dismutase (SOD). The screening method proposed was suitable for a rapid, reliable and reproducible procedure of the sugarcane cultivars. Exposure to Al for three days altered root growth and activity of enzymes of the nine sugarcane cultivars. However, the magnitude of the alterations varied significantly among cultivars. The cultivar RB928064 was classified as Al-tolerant and the cultivar RB835486 as Al-sensitive. Increases in enzyme activity after Al exposure varied from 4 to 46%, with average increases of 19% in APX, 20% in CAT, and 8% in SOD. The variations induced by Al in enzyme activity, however, did not correlate significantly with those variations induced by Al in the root growth.(AU)

A toxidez por alumínio (Al) em solos ácidos é um dos principais estresses abióticos que podem limitara produção vegetal pelo mundo todo. A toxidez por Al inibe diretamente o desenvolvimento radicular e aumenta a produção de espécies reativas de oxigênio na planta. A cana-de-açúcar é mais cultivada em regiões tropicais e frequentemente está exposta a concentrações fitotóxicas de Al no solo. Neste estudo, nossos objetivos foram avaliar a tolerância ao Al de nove cultivares de cana-de-açúcar em um sistema hidropônico e investigar os efeitos de 143µM {Al3+} sobre o crescimento radicular e a atividade das enzimas antioxidantes ascorbato peroxidase (APX), catalase (CAT) e superóxido dismutase (SOD). O método de triagem proposto foi adequado para a avaliação de tolerância ao Al de forma rápida, confiável e reprodutível. A exposição ao Al por três dias alterou o crescimento radicular e a atividade das enzimas nas nove cultivares de cana-de-açúcar. Entretanto, a magnitude das alterações variou significativamente entre as cultivares. A cultivar RB928064 foi classificada como tolerante e a cultivar RB835486 como sensível ao Al. Os incrementos de atividade enzimática após exposição ao Al variaram entre 4 e 46%,com incrementos médios de 19% para APX, 20% para CAT, e 8% para SOD. As variações induzidas pelo Al sobre a atividade enzimática, entretanto, não apresentaram correlações significativas com aquelas induzidas pelo Al sobre o crescimento radicular.(AU)

Abiotic factors drives floristic variations of ferns metacommunity in an Atlantic Forest remnant / Fatores abióticos regulam as variações florísticas na metacomunidade de samambaias em um remanescente de Floresta Atlântica

We analyzed floristic variations in ferns metacommunity at the local scale and their relationship with abiotic factors in an Atlantic Forest remnant of northeastern Brazil. Floristic and environmental variations were accessed on ten plots of 10 × 20 m. We performed cluster analyses, based on Bray-Curtis dissimilarity index to establish the floristic relationship. The influence of abiotic factors: luminosity, temperature, relative air humidity and relative soil moisture was evaluated from a redundancy analysis. We found 24 species belonging to 20 genera and 12 families. The ferns flora showed high floristic heterogeneity (>75% for most of the plots associations). The ferns metacommunity was structured along an abiotic gradient modulated by temperature, luminosity, and relative soil moisture.(AU)

Analisamos as variações florísticas na metacomunidade de samambaias em escala local e sua relação com fatores abióticos em um remanescente de Floresta Atlântica no Nordeste do Brasil. Variações florísticas e ambientais foram acessadas a partir de dez parcelas de 10 × 20 m. Realizamos análises de cluster, baseado no índice de similaridade de Bray-Curtis para estabelecer relações florísticas. A influência de fatores abióticos: luminosidade, temperatura, umidade relativa do ar e umidade relativa do solo foram avaliadas a partir da análise de redundância. Encontramos 24 espécies pertencentes a 20 gêneros e 12 famílias. A flora de samambaias exibiu uma elevada heterogeneidade florística (>75% para a maioria das associações entre plots). Observou-se que a metacomunidade de samambaias estava estruturada ao longo de um gradiente abiótico modulado pela temperatura, luminosidade e umidade relativa do solo.(AU)

High fire temperature changes soil aggregate stability in slash-and-burn agricultural systems

Fire is a key controlling factor in ecosystem dynamics worldwide, especially, in tropical areas under slash-and-burn agricultural systems. Farmers use fire as a tool to clean the land, and benefit from nutrient enrichment from ash-soil heating. However, fire can cause some detrimental effects on soil systems, such as organic carbon depletion, increased soil erodibility, and changes to aggregate stability. In this study, an experimental fire was applied to a plot of land following the local traditional practice of slash-and-burn. The fire temperature was monitored in the field, and its effect on soil aggregate stability was assessed. The fire temperature on soil surface was measured in four trenches, and it ranged from 355 to 660 ºC (average 484 ± 142 ºC). The fire temperature did not affect soil organic matter content. However, aggregate stability increased by 10 % in comparison to unburned soil. Moreover, the geometric mean diameter of burned soil was 20 % higher than that of unburned soil. In conclusion, high fire temperature changes soil aggregate stability in slash-and-burn agricultural systems.

High fire temperature changes soil aggregate stability in slash-and-burn agricultural systems

Fire is a key controlling factor in ecosystem dynamics worldwide, especially, in tropical areas under slash-and-burn agricultural systems. Farmers use fire as a tool to clean the land, and benefit from nutrient enrichment from ash-soil heating. However, fire can cause some detrimental effects on soil systems, such as organic carbon depletion, increased soil erodibility, and changes to aggregate stability. In this study, an experimental fire was applied to a plot of land following the local traditional practice of slash-and-burn. The fire temperature was monitored in the field, and its effect on soil aggregate stability was assessed. The fire temperature on soil surface was measured in four trenches, and it ranged from 355 to 660 ºC (average 484 ± 142 ºC). The fire temperature did not affect soil organic matter content. However, aggregate stability increased by 10 % in comparison to unburned soil. Moreover, the geometric mean diameter of burned soil was 20 % higher than that of unburned soil. In conclusion, high fire temperature changes soil aggregate stability in slash-and-burn agricultural systems.(AU)

Carbon losses and soil property changes in ferralic Nitisols from Cuba under different coverages

The transformation of primary forestlands into lands under cultivation exerts an impact on the physical and chemical properties of the soils, leading to loss of carbon from the soil. The aims of this study were (1) to estimate the impact of different land use on organic carbon stock (OC-stock) and (2) to determine the clay percentage, the dispersion factor, and bulk density with regard to soil management. Thirty soil profiles were sampled as follows: four under primary forests with 80-100 years (old growth); two under secondary wood forests with 45-50 years; eight under secondary young forests with 15-25 years; four under pasture land with 15-20 years; and 12 under continuous cultivation for > 50 years. We determined the changes in OC-stock in the soils under different land-use conditions in relation to the primary forest variant. There was a difference in the OC-stock of the continuous cultivation variant compared to the remaining land-use variants for all soil-thickness layers. The greatest loss of cultivated soil was in the 0-20 cm layer of the primary forest OC-stock. In the 50-100 cm layer, the OC-stock of the cultivated soils diminished significantly. As regards physical properties, such as clay percentage, dispersion factor, and bulk density, we observed significant differences between the cultivated soils compared to the remaining land-use variants.

Carbon losses and soil property changes in ferralic Nitisols from Cuba under different coverages

The transformation of primary forestlands into lands under cultivation exerts an impact on the physical and chemical properties of the soils, leading to loss of carbon from the soil. The aims of this study were (1) to estimate the impact of different land use on organic carbon stock (OC-stock) and (2) to determine the clay percentage, the dispersion factor, and bulk density with regard to soil management. Thirty soil profiles were sampled as follows: four under primary forests with 80-100 years (old growth); two under secondary wood forests with 45-50 years; eight under secondary young forests with 15-25 years; four under pasture land with 15-20 years; and 12 under continuous cultivation for > 50 years. We determined the changes in OC-stock in the soils under different land-use conditions in relation to the primary forest variant. There was a difference in the OC-stock of the continuous cultivation variant compared to the remaining land-use variants for all soil-thickness layers. The greatest loss of cultivated soil was in the 0-20 cm layer of the primary forest OC-stock. In the 50-100 cm layer, the OC-stock of the cultivated soils diminished significantly. As regards physical properties, such as clay percentage, dispersion factor, and bulk density, we observed significant differences between the cultivated soils compared to the remaining land-use variants.(AU)