Avaliação do crescimento de micro-organismos fotossintetizantes em fotobiorreator tubular empregando nutrientes provenientes da vinhaça tratada / Evaluation of the growth of photosynthetic microorganisms in tubular photobioreactor using nutrients from treated vinasse

vinhaça é resultante da produção de álcool, após a fermentação do mosto e destilação do vinho. É um resíduo rico em nutrientes, principalmente matéria orgânica, nitrogênio, fósforo e potássio. Para ser despejado em rios e lagos, esse efluente deve passar por tratamentos para remoção desses nutrientes, pois o excesso desses elementos nos corpos hídricos poderia levar a grandes problemas ambientais, de modo que tem sido utilizado em fertirrigação. Microorganismos fotossintetizantes absorvem nutrientes inorgânicos, podendo absorver nutrientes de águas residuais. Se for removida a parte orgânica da vinhaça, a fração inorgânica ou com baixa carga orgânica pode ser a base ou o próprio meio de cultivo destes micro-organismos, que absorvem gás carbônico e sua biomassa é de interesse industrial. Neste contexto, foi estudado o cultivo de Monoraphidium contortum e Synechocystis salina, oriundos de água de mangue, em frascos de Erlenmeyer e em fotobiorreatores tubulares por processo descontínuo, empregando a vinhaça proveniente do tratamento aeróbio (biológico), acoplada a processos físico-químicos, com diferentes diluições. As características físico-químicas das vinhaças tratadas foram avaliadas. Além disso, foram comparados os crescimentos celulares nas diferentes condições experimentais adotadas para o crescimento da microalga M. contortum e da cianobactéria S. salina na vinhaça tratada com e sem diluição. Em cultivos em frascos de Erlenmeyer, em meio proveniente de tratamento biológico, o crescimento celular não diferiu do cultivo em meio padrão, com diluições de 5 e 2 vezes da vinhaça tratada para M. contortum e S. salina, respectivamente. Em fotobiorreator tubular, independente do tratamento ser apenas biológico ou também com carvão ativado, as concentrações celulares máximas (Xm) de M. contortum e S. salina foram da ordem de 1,86x107 células mL-1 e 7,90x106 células mL-1, respectivamente, valores esses menores que os obtidos em meio padrão, com valores de Xm de 2,69x107 células mL-1 e 1,27x106 células mL-1 para M. contortum e S. salina, respectivamente. Em fotobiorreatores tubulares, os teores de mínimos de lipídios de M. contortum e S. salina foram de 33,4 % e 11,0 %, respectivamente. Adicionalmente, os teores mínimos de proteínas da microalga foram de 15,1 % e da cianobactéria foi de 23,2 %

The vinasse is the result of the production of alcohol after the fermentation of the mash and the distillation of the wine. It is a waste rich in nutrients, mainly organic matter, nitrogen, phosphorus and potassium. To be discharged into rivers and lakes, this effluent must be treated in order to remove nutrients, because the excess of these elements in water bodies can lead to major environmental problems, so that it has been used in fertigation. Photosynthetic microorganisms absorb inorganic nutrients and they can absorb nutrients from wastewater. If the organic fraction of vinasse is removed, the inorganic or low organic fraction may be the basis or a medium of cultivation of these microorganisms, which absorb carbon dioxide and its biomass is of industrial interest. In this context, Monoraphidium contortum and Synechocystis salina from mangrove water were cultivated in Erlenmeyer flasks and in tubular photobioreactors by batch process using vinasse from aerobic biological treatment, coupled to physicochemical treatments with different dilutions. The physicochemical characteristics of the treated vinasse were evaluated. In addition, cell growth was compared under different experimental conditions adopted for growth of microalgae M. contortum and cyanobacteria S. salina in vinasse treated with and without dilution. In Erlenmeyer flask cultivations, in medium from the biological treatment, the cell growth was not different of that one in standard medium cultivation, with dilutions of 5 and 2 times the vinasse treated for M. contortum and S. salina, respectively. In the tubular photobioreactor, irrespective if the treatment is only biological or also is carried out treatment with activated charcoal, they were obtained maximum cell concentrations (Xm) of M. contortum and S. salina of 1.86x107 cells mL-1 and 7.90x106 cells. mL-1 , respectively, lower than the standard, whose Xm values were 2.69x107 cells mL-1 and 1.27x106 cells mL-1 for M. contortum and S. salina, respectively. In tubular photobioreactors, the minimum lipid contents of M. contortum and S. salina were 33.4 % and 11.0 %, respectively. In addition, the minimum protein content of microalgae was 15.1 % and cyanobacterium was 23.2 %

Soil biomass and microbial activity in soybean crop area under different cover crops and different soil correction systems / Biomassa e atividade microbiana do solo em área de cultivo de soja sob diferentes plantas de cobertura e diferentes sistemas de correção de solo

This study aimed to evaluate soil biomass and microbial activity and soybean yield under different limestone and gypsum doses and different cover crops. The experiment was carried out in the experimental area of the Fundação de Apoio a Pesquisa Agropecuária de Chapadão, on a Dystrophic Red Latosol, using cultivar Desafio. The experiment consisted of a randomized blocks design, in a split-plot factorial scheme (3x4x3), with three replications. Plots consisted of three gypsum doses: control (without gypsum), recommended dose (2.3 Mg ha-1), and double dose (4.6 Mg ha-1). Subplots consisted of four limestone doses (2, 4, and 6 Mg ha-1) and the control (without limestone). Each block had three different cover crops: Brachiaria, Millet, and allow. The values obtained with the test revealed that brachiaria had better basal respiration in the absence of gypsum. Conversely, millet had better basal respiration in with the gypsum dose. Basal respiration, using brachiaria as cover crop, was higher at the dose of 2700 kg ha-1 of limestone. However, for the fallow and the millet, basal respiration was higher when using the highest limestone dose of 6000 kg ha-1. The variable microbial biomass showed differences between cover crops only in the absence of gypsum. Brachiaria and fallow presented the highest mean for microbial biomass. The use of millet as a cover crop together with gypsum doses increased the microbial biomass. The variables mass of 100 grains and grain yield had higher mean at the limestone dose of 6000 kg ha-1 .

O objetivo do trabalho foi avaliar a biomassa e atividade microbiana do solo, e produtividade da soja sob efeito das diferentes doses de calcário e gesso e diferentes coberturas de solo. O experimento foi conduzido na área experimental da Fundação de Apoio a Pesquisa Agropecuária de Chapadão, sob Latossolo Vermelho Distrófico, com a cultivar Desafio. O delineamento experimental utilizado foi em blocos casualizados, em esquema fatorial (3x4x3) de parcelas subdividas, com 3 repetições. As parcelas foram constituídas por 3 quantidades de gesso agrícola, sendo: controle (sem gesso), recomendado (2,3 Mg ha-1) e o dobro (4,6 Mg ha-1), as subparcelas por 4 doses de calcário (2, 4 e 6 Mg ha-1), além do controle (sem calcário), onde cada bloco apresentou 3 coberturas diferentes: Braquiaria, Milheto e Pousio. Os resultados foram submetidos ao teste de Tukey 5%. Com os valores obtidos pudemos observar que a respiração basal foi melhor para braquiária na ausência de gesso, e na presença o milheto se saiu melhor. A respiração basal, utilizando a braquiária como cobertura, foi maior na dose de 2700 kg ha-1 de calcário. Já utilizando o pousio e o milheto foi na maior dose 6000 kg ha-1. A variável biomassa microbiana apresentou diferença entre as coberturas apenas na ausência de gesso, onde a braquiária e o pousio apresentaram as maiores médias para esta variável. A utilização do milheto como cobertura em conjunto com as doses de gesso acarretou aumento da biomassa microbiana. A massa de 100 grãos e a produtividade de grãos apresentaram maior média na dose de 6000 kg ha-1 de calcário.

Microbiological attributes of yellow oxissol under different monocultures in the savanna region of Piauí state / Atributos microbiológicos de um latossolos amarelo sob diferentes monoculturas no cerrado piauiense

Microbial biomass is an important component in maintaining soil quality and plant productivity. The aim of this paper was to evaluate alterations in microbiological attributes and organic carbon in accordance with seasonal change in different monocultures in the Savanna region of Piauí state. Soil samples were collected in areas of soy, eucalyptus, pasture, and in an area of native savanna, at depths of 0-0.20 m, during the rainy and dry periods. Using these samples microbial biomass carbon (MBC), basal respiration (BR), metabolic quotient (qCO2), microbial quotient (qMIC), and total organic carbon in the soil (TOC) were evaluated. MBC differed significantly between the systems evaluated, with higher values in the soil under native vegetation in the two sampling periods. TOC presented a significant difference between the systems, with higher values in the native savanna and soybean in the rainy period. For the qMIC, the soybean area presented lower values in the two periods compared with the other areas. Basal respiration as well as qCO2 values differed between the systems only in the dry period. The results reveal that the type of vegetation cover, management system, and seasonality influence the behavior of biological properties in the soil.

A biomassa microbiana é um componente importante para manter a qualidade do solo e a produtividade das plantas. O objetivo deste trabalho foi avaliar as alterações nos atributos microbiológicas e carbono orgânico, em função da variação sazonal em diferentes monoculturas no Cerrado piauiense. Amostras de solo foram coletadas em áreas de soja, eucalipto, pastagem e em uma área de mata nativa de Cerrado na profundidade de 0-0,20 m, durante o período chuvoso e seco. A partir dessas amostras avaliaram-se o carbono da biomassa microbiana (CBM), respiração basal (RB), quociente metabólico (qCO2), quociente microbiano (qMIC) e o carbono orgânico total do solo (COT). O CBM diferiu significativamente entre os sistemas avaliados, com maiores valores no solo sob mata nativa nos dois períodos de amostragem. O COT apresentou diferença significativa entre os sistemas, com maiores valores na mata nativa e soja no período chuvoso. Para o qMIC, a área com soja apresentou menores valores nos dois períodos em comparação às demais áreas. A RB assim como valores de qCO2 diferiram entre os sistemas apenas no período seco. Os resultados demonstram que o tipo de cobertura vegetal, o sistema de manejo e a sazonalidade influenciam o comportamento das propriedades biológicas do solo.

Biological properties of disturbed and undisturbed Cerrado sensu stricto from Northeast Brazil / Propriedades biológicas de Cerrado sensu stricto preservado e não preservado do Nordeste do Brasil

Abstract The aim of this study was to measure soil microbial biomass and soil surface fauna in undisturbed and disturbed Cerrado sensu stricto (Css) from Sete Cidades National Park, Northeast Brazil. The following sites were sampled under Cerrado sensu stricto (Css) at the park: undisturbed and disturbed Css (slash-and-burn agricultural practices). Total organic and microbial biomass C were higher in undisturbed than in disturbed sites in both seasons. However, microbial biomass C was higher in the wet than in the dry season. Soil respiration did not vary among sites but was higher in the wet than in the dry season. The densities of Araneae, Coleoptera, and Orthoptera were higher in the undisturbed site, whereas the densities of Formicidae were higher in the disturbed site. Non-metric multidimensional scaling analysis separated undisturbed from disturbed sites according to soil biological properties. Disturbance by agricultural practices, such as slash-and-burn, probably resulted in the deterioration of the biological properties of soil under native Cerrado sensu stricto in the Sete Cidades National Park.

Resumo O objetivo do estudo foi avaliar as propriedades biológicas do solo em área de Cerrado sensu stricto preservadas e não preservadas do Parque Nacional de Sete Cidades, Nordeste do Brasil. Os seguintes sites sob Cerrado sensu stricto (Css) foram avaliados: preservado (UND) e não preservado (DIS). O C orgânico total e da biomassa microbiana foram maiores na área preservada do que na não preservada em ambas estações seca e chuvosa. Entretanto, o C da biomassa microbiana foi maior na estação chuvosa do que na seca. A respiração do solo não variou entre as áreas, mas foi maior na estação chuvosa. As densidades de Araneae, Coleoptera e Ortoptera foram maiores na área preservada, enquanto as densidades de Formicidae foram maiores na área não preservada. A analise de escalonamento não-métrico separou a área preservada da não-preservada de acordo com as propriedades biológicas. Os distúrbios no solo pelas atividades agrícolas, como corte-e-queima, resultaram na deterioração das propriedades biológicas do Cerrado nativo no Parque Nacional de Sete Cidades.

Long-term nitrogen fertilization in native pasture with Italian ryegrass introduction - Effects on soil health attribute indicators / Fertilização nitrogenada de longo prazo em campo nativo com introdução de azevém anual - Efeitos sobre atributos indicadores da saúde do solo

ABSTRACT: Native pastures are of great importance for cattle and sheep nutrition in the Pampa biome. However, due to its low productivity, the Italian ryegrass introduction and the nitrogen (N) fertilization are alternatives proposed to intensify livestock production in a sustainable manner. The objective of this study was to evaluate the effects of long-term N application on soil health indicators in a native pasture with Italian ryegrass introduction in southern Brazil. The experiment consists of a secondary native pasture under continuous grazing and constant herbage allowance. In 1996 experimental area was broadcast limed and the experiment was initiated, testing three N topdressing rates (0, 100 and 200kg N ha-1 year-1). In 2010 soil of experimental and reference area of non grazed native grassland was sampled in the soil layers of 0-20 and 20-40cm. Total, particulate and mineral associated carbon (C) and N stocks were evaluated. Soil microbiological attributes were evaluated in 0-5 and 5-10cm soil layers. The long-term N fertilization in soils with native pasture and Italian ryegrass introduction did not affect total C and N stocks. However, increases in N particulate fraction were seen with 100kg ha-1 year-1 of N rate of fertilization. Furthermore, the increase in N rates increased N microbial biomass and respiration.

RESUMO: A pastagem nativa é uma importante fonte de forragem para produção de bovinos e ovinos no bioma Pampa. A introdução do azevém e a fertilização nitrogenada são alternativas que visam intensificar a exploração pecuária de forma mais sustentável, podendo causar alterações em vários atributos do solo. Este trabalho teve por objetivo avaliar os efeitos de longo prazo de fertilização nitrogenada sobre atributos indicadores da saúde do solo em pastagem nativa com introdução de azevém anual. O experimento consistiu de uma sucessão secundária da pastagem natural submetida ao pastejo contínuo por bovinos e ovinos, com oferta de forragem constante. Em 1996, anteriormente ao inicio do experimento, a área experimental foi calcareada para correção da acidez do solo. O experimento foi então iniciado, sendo constituído da aplicação de três doses de N em cobertura, correspondendo a 0, 100 e 200kg ha-1 ano-1 de N. Em 2010, amostras de solo foram coletadas nas camadas de 0-20 e 20-40cm para análise de C e N total, particulado e associado aos minerais, além de uma área de referência (campo nativo sem pastejo). Análises microbiológicas foram conduzidas nas camadas de 0-5 e 5-10cm. A adubação nitrogenada de longo prazo em solos de campo nativo com introdução de azevém não altera os estoques totais de C e N, mas aumenta a fração particulada de N na dose de 100kg ha-1 ano-1. Em relação à atividade microbiana, o aumento na dose do fertilizante aumenta a respiração dos microrganismos, assim como o N da sua biomassa.

Variação temporal do efluxo de CO2do solo em sistemas agroflorestais com palma de óleo na Amazônia Oriental / Temporal variation of soil CO2 efflux in oil palm-based agroforestry systems in eastern Amazon

The soil carbon dioxide (CO2) efflux dynamics and its controlling factors of Amazonian agroforestry systems are poorly understood. The objective of this study was to evaluate the temporal variation of soil CO2 efflux in oil palm-based agroforestry systems and the relation between efflux and biotic (microbial and total soil carbon, microbial respiration, fine roots, individual components of agroforestry systems (AFS)) and abiotic factors (soil moisture and temperature). The measurements were taken during the less rainy (December 2010) and rainy (May 2011) periods. The soil CO2 efflux was highest during the rainy season, probably due to increased microbial activity influenced by climatic factors coupled with biotic factors. The soil CO2 efflux correlated positively with soil moisture and microbial biomass carbon and negatively with soil temperature and metabolic quotient, but these correlations were weak. The soil CO2 efflux was sensitive to the type of agroforestry system and to rainfall seasonality.

A dinâmica do efluxo de dióxido de carbono (CO2) do solo e seus fatores controladores em sistemas agroflorestais da Amazônia são pouco compreendidas. O objetivo deste estudo foi avaliar a variação temporal do efluxo de CO2 do solo em sistemas agroflorestais onde a palma de óleo é a cultura principal e sua relação com fatores bióticos (carbono microbiano do solo, carbono total do solo, respiração microbiana do solo, raízes finas do solo, indivíduos componentes dos sistemas agroflorestais (SAFs) ) e abióticos (umidade e temperatura do solo). As medições foram realizadas nos períodos menos chuvoso (dezembro de 2010) e chuvoso (maio de 2011). O efluxo de CO2 do solo foi mais alto no período chuvoso, provavelmente, devido à maior atividade microbiana nesse período influenciada por fatores climáticos aliados a fatores bióticos. O efluxo de CO2do solo se correlacionou positivamente com umidade do solo e carbono da biomassa microbiana e negativamente com temperatura do solo e quociente metabólico, porém as correlações foram fracas. O efluxo de CO2do solo foi sensível ao tipo de sistema agroflorestal e a sazonalidade da precipitação.

Impact of sugarcane cultivation on the biological attributes of an oxisol in the brazilian savannah / Impacto do cultivo da cana-de-açúcar nos atributos biológicos em latossolo no cerrado brasileiro

Sugarcane is fundamental for the energy matrix in Brazil. The evaluation of biochemical attributes in different sugarcane production systems provides information on their environmental sustainability. Altogether, soil biochemical attributes are considered very sensitive indicators of changes in soil properties and of alterations caused by soil management and land-use systems. The aim of this work was to study the effect of organic and conventional sugarcane cultivation systems on microbial soil properties. Changes in carbon (C) and nitrogen (N) microbial and microbial activity were evaluated in a Cerrado Oxisol in the state of Goiás, Brazil, cultivated with sugarcane in three different production systems: organic (Organic Cane - OC), conventional with burning (Burned Cane - BC), and conventional without burning (Raw Cane - RC). The native Cerrado (NC) and other cultivated pasture (PT) were used as references. The soil samples were collected during the dry and rainy seasons from two depths: 0-10 and 10-20 cm. The chronological order of the implementation of the land-use (NC, PT and sugarcane) and cultivation (RC, BC, OC) systems were: NC, PT, RC/BC, OC. The microbial biomass C (CSMB), microbial biomass N (NSMB), basal respiration (Br), metabolic quotient (qCO2) and the CSMB/Corg, NSMB/Ntotal and CSMB/NSMB ratios were determined. The different land-use and cultivation systems influenced microbial biomass and activity. The replacement of conventional tillage for organic system recovered CSMB and NSMB levels and improved recycling of nutrients in the microbial biomass (NSMB/Ntotal). The conventional tillage system with burning (BC) was less efficient in use of energy and carbon (high qCO2), resulting in a loss of C-CO2 to the atmosphere.

A cana-de-açúcar é de suma importância na matriz energética brasileira. A avaliação dos atributos bioquímicos do solo nos diferentes sistemas de produção da cana-de-açúcar fornece informações sobre a sustentabilidade ambiental destes sistemas de produção. Os atributos bioquímicos do solo são considerados indicadores muito sensíveis às alterações causadas nas propriedades do solo, em função do manejo nos diferentes sistemas de produção agrícola. O objetivo deste trabalho foi estudar o efeito do cultivo de cana-de-açúcar em sistema orgânico e convencional nas propriedades microbiológicas do solo. As alterações no carbono (C) e nitrogênio (N) microbiano e na atividade microbiana foram avaliadas em um Latossolo Vermelho sob Cerrado no estado de Goiás, Brasil, cultivado com cana-de-açúcar em três diferentes sistemas de produção: cultivo orgânico (CO), convencional com queima (CQ) e cultivo convencional sem queima da palhada e cana crua (CC). Uma área de cerrado nativo (CN) e outra cultivada com pastagem (PT) foram usadas como referências. As amostras de solo foram coletadas em duas épocas: seca e chuvosa; e em duas profundidades: 0-10 cm e 10-20 cm. A ordem cronológica de implementação do uso da terra foram: CN, PT e cana-de-açúcar; os sistemas de cultivo foram: CN, PT, CC/CQ, OC. O carbono da biomassa microbiana do solo (CBMS), nitrogênio da biomassa microbiana do solo (NBMS), respiração basal (Rb), quociente metabólico (qCO2) e as razões CBMS/Corg e NBMS/NTotal foram determinados. Os diferentes sistemas de produção da cana-de-açúcar alteraram a biomassa e a atividade microbiana. A substituição do sistema de cultivo convencional pelo sistema de cultivo orgânico recuperou os teores de CBMS e NBMS e melhorou a reciclagem de nutrientes na biomassa microbiana (NBMS/NTotal). O sistema de cultivo convencional com queima (CQ) foi o menos eficiente na utilização do carbono como energia (alto qCO2), resultando em perdas de C-CO2 para a atmosfera.

Efeitos de herbicidas na atividade da microbiota rizosférica e no crescimento da cana-de-açùcar / Herbicide effects on the atividadade rhizospheric microbial and growth of sugar cane

Objetivou-se neste trabalho avaliar os efeitos de herbicidas na atividade da microbiota rizosférica e no crescimento da cana-de-açúcar. Para isso, sete herbicidas (tembotrione, MSMA, diuron+hexazinone, sulfentrazone, trifloxysulfuron-sodiun, tebuthiuron e clomazone) foram aplicados em pós-emergência da cana-de-açúcar cultivada em vaso contendo 12 dm3 de substrato (solo + fertilizantes). Foram avaliados os efeitos desses produtos na evolução do CO2 do solo (C-CO2), no carbono da biomassa microbiana (CBM), no quociente metabólico (qCO2), na atividade da enzima fosfomonoesterase ácida do solo rizosférico em amostras de solo coletadas aos 44 dias após aplicação dos herbicidas (DAT) e os efeitos no crescimento aos 77 DAT. Inicialmente os herbicidas MSMA, clomazone, sulfentrazone e trifloxysulfuron-sodium causaram intoxicação à cultura. Todavia, apenas nas plantas tratadas com o trifloxysulfuron-sodium esses sintomas permaneceram visíveis no momento da colheita do experimento. Quanto aos efeitos dos herbicidas sobre a atividade da microbiota rizoférica da cana-de-açúcar, o sulfentrazone e tebuthiuron reduziram a C-CO2 e o MSMA, tebuthiuron e clomazone reduziram o CBM do solo. O clomazone foi o herbicida que causou o maior impacto na atividade da microbiota, pois aumentou o valor do qCO2. Por outro lado, o sulfentrazone reduziu os valores dessa variável, contribuindo para o equilíbrio da microbiota no solo. Não houve influência dos herbicidas na atividade da fosfomonoesterase ácida do solo rizosférica da cana-de-açúcar.

The objective of this study was to evaluate the effects of herbicides used in their recommended doses, on the activity of the microbiota and sugar cane growth. For this, seven herbicides (tembotrione, MSMA, hexazinone + diuron, sulfentrazone, trifloxysulfuron-sodiun, and tebuthiuron cloamzone) were applied in pots containing 12 dm3 substrate (soil + fertilizer) at 50 days after sugarcane planting. The effects of these products on the evolution of soil CO2 (CO2-C), in the microbial biomass carbon (MBC), metabolic quotient (qCO2), enzyme activity in the rhizosphere acid phosphomonoesterase in rhizosphere soil samples collected at 44 days after herbicide application (DAT) and the growth effects at 77 DAT. Initially herbicides MSMA, clomazone, sulfentrazone and trifloxysulfuron-sodium caused poisoning in culture. However, only plants treated with trifloxysulfuron-sodium, these symptoms remained visible at harvest of the experiment. The effects of herbicides on microbial activity rizoferica of sugar cane, sulfentrazone and tebuthiuron reduced CO2-C and MSMA herbicide clomazone and reduced the CBM soil. The herbicide clomazone was that caused the greatest impact on microbial activity because of the increased value qCO2. Moreover, the sulfentrazone reduced values of that variable, contributing to the balance of microflora in the soil. No influence of herbicides on the activity of acid phosphomonoesterase rhizospheric on the sugarcane soil.

Soil fungal and bacterial biomass determined by epifluorescence microscopy and mycorrhizal spore density in different sugarcane managements / Biomassa fúngica e bacteriana do solo determinada por microscopia de epifluorescência e densidade de esporos micorrízicos em diferentes manejos de cana de açúcar

Crop productivity and sustainability have often been related to soil organic matter and soil microbial biomass, especially because of their role in soil nutrient cycling. This study aimed at measuring fungal and bacterial biomass by epifluorescence microscopy and arbuscular mycorrhizal fungal (AMF) spore density in sugarcane (Saccharum officinarum L.) fields under different managements. We collected soil samples of sugarcane fields managed with or without burning, with or without mechanized harvest, with or without application of vinasse and from nearby riparian native forest. The soil samples were collected at 10cm depth and storage at 4°C until analysis. Fungal biomass varied from 25 to 37µg C g-1 dry soil and bacterial from 178 to 263µg C g-1 dry soil. The average fungal/bacterial ratio of fields was 0.14. The AMF spore density varied from 9 to 13 spores g-1 dry soil. The different sugarcane managements did not affect AMF spore density. In general, there were no significant changes of microbial biomass with crop management and riparian forest. However, the sum of fungal and bacterial biomass measured by epifluorescence microscopy (i.e. 208-301µg C g-1 dry soil) was very close to values of total soil microbial biomass observed in other studies with traditional techniques (e.g. fumigation-extraction). Therefore, determination of fungal/bacterial ratios by epifluorescence microscopy, associated with other parameters, appears to be a promising methodology to understand microbial functionality and nutrient cycling under different soil and crop managements.

A produtividade e sustentabilidade das culturas têm sido frequentemente relacionadas com a matéria orgânica e a biomassa microbiana do solo, especialmente devido ao seu papel na ciclagem de nutrientes do solo. Este trabalho teve como objetivo avaliar a biomassa de fungos e bactérias do solo por microscopia de epifluorescência e a densidade de esporos de fungos micorrízicos arbusculares (FMAs) em lavouras de cana de açúcar (Saccharum officinarum L.) sob diferentes manejos. Foram coletadas amostras de solo de lavouras manejadas com ou sem queima, com ou sem colheita mecanizada, com ou sem aplicação de vinhaça e de matas ciliares adjacentes. As amostras de solo foram coletadas a 10 cm de profundidade e mantidas a 4°C até o momento das análises. A biomassa fúngica variou de 25 a 37µg C g-1 de solo seco e a bacteriana, de 178 to 263µg C g-1 de solo seco. A razão média entre a biomassa fúngica e bacteriana do solo nos diferentes manejos de canaviais foi de 0,14. A densidade de esporos de FMAs variou de 9 a 13 esporos g-1 de solo seco. Os diferentes manejos da cana de açúcar não afetaram significativamente a densidade de esporos de FMAs. Em geral, não foram encontradas mudanças significativas na biomassa microbiana nos diferentes manejos de solo com cana de açúcar em comparação com a mata ciliar. Todavia, a soma das biomassas fúngicas e bacterianas (208 a 301µg C g-1 de solo seco) determinadas por microscopia de epifluorescência foram similares a resultados da biomassa total do solo encontrados em outros estudos com métodos tradicionais (e.g. fumigação-extração). Os resultados evidenciam que a determinação da razão fungo/bactéria por microscopia de epifluorescência, associada a outros parâmetros, é uma metodologia promissora para compreender a funcionalidade microbiana e ciclagem de nutrientes sob diferentes manejos do solo.

Fungos micorrízicos arbusculares, biomassa e atividade microbiana de solo sob banana, braquiária e degradado / Abuscular mycorrhizal fungi, microbial soil biomass and activity under banana, brachiaria and degraded soil / Hongos micorrízicos arbusculares, actividad y biomasa microbiana en suelo cultivado con banana, brachiaria y degradado

O uso e manejo adequado do solo podem ser medidos por meio de bio-indicadores de qualidade do solo. Os objetivos deste trabalho foram determinar a densidade de esporos de fungos micorrízicos arbusculares (FMAs), carbono da biomassa microbiana do solo (C-BMS), respiração basal do solo (RBS) e quociente metabólico (qCO2) de áreas com cultivo orgânico com banana e com braquiária sem pastejo, comparativamente com uma área próxima degradada com palmeiras imperiais em Umuarama, PR. O solo foi coletado na profundidade de 0-10 cm com 4 repetições em cada área e analisadas em duplicata no laboratório. Os resultados foram submetidos à análise de variância (ANOVA) e teste de Tukey (p ? 0,05), usando o programa SPSS v.16. A densidade de esporos de FMAs foi significantemente menor na área degrada. O C-BMS foi significantemente maior na área com braquiária, comparativamente com o solo cultivado com banana e degradado. Na área com banana o C-BMS foi maior que na área degradada. A análise química do solo revelou na área degradada apresentou baixo teor de fósforo, carbono, cálcio e potássio, o que pode ter contribuído para o baixo C-BMS, devido ao estresse elevado neste solo. Não houve diferença significativa na RBS entre as áreas, mas o qCO2 foi significantemente maior no solo degradado, indicando novamente um nível de estresse elevado neste solo. Manejo e uso adequado do solo como o cultivo orgânico de bananas e/ou braquiária aumentou a densidade de esporos de FMAs e C-BMS, além disso, diminuiu o qCO2 comparado com a área degradada.(AU)

The sustainable use and management of soil can be measured using soil quality bioindicators. The objectives of this study were to determine arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) spore density, carbon in soil microbial biomass (MB-C), soil basal respiration (SBR) and metabolic quotient (qCO2) in different areas under organic cultivation of banana and brachiaria without grazing compared to nearby degraded area growing imperial palms in the city of Umuarama, in the state of Parana. Soil samples were collected at 0-10 cm depth with four repetitions in each area and analyzed in duplicate. All the results were submitted to the analysis of variance (ANOVA) and Tukey?s test (p ? 0.05), utilizing the statistical program SPSS, version 16.0 for Windows. The results showed that AMF spore density was significantly lower in the degraded area. MB-C was significantly higher in the area cultivated with brachiaria in comparison with banana and degraded areas. However, in the banana area, the MB-C was higher than that in the degraded area. Soil chemical analysis showed that the degraded area had low soil phosphorus, carbon, calcium and potassium content, which could have contributed to the decrease in MB-C, due to a high stress condition in this soil. No significant differences were found for SBR among the analyzed areas. However, qCO2 increased significantly in the degraded area, indicating high stress under this condition. Soil use and management under organic cultivation with banana and/or brachiaria increased AMF spore density and MB-C, as well as decreasing qCO2 when compared to the degraded area.(AU)

El uso y manejo adecuado del suelo pueden ser medidos mediante indicadores biológicos de calidad del suelo. Los objetivos de este estudio fueron determinar la densidad de esporas de hongos micorrízicos arbusculares (HMA), carbono de la biomasa microbiana del suelo (C-BMS), respiración basal del suelo (RBS) y cociente metabólico (qCO2) en áreas con cultivo orgánico de banana, brachiaria sin pastoreo, comparativamente con una zona cercana degradada con palmeras imperiales en Umuarama, PR. Se ha recogido suelo a una profundidad de 0-10 cm con 4 repeticiones en cada área y analizados por duplicado en el laboratorio. Los resultados han sido sometidos a análisis de varianza (ANOVA) y la prueba de Tukey (p ? 0,05), utilizando el programa SPSS v.16. La densidad de esporas de HMA fue significativamente menor en el área degradada. El C-BMS fue significativamente mayor en el área con brachiaria en comparación con el suelo cultivado con banana y degradado. En el área con banana C-BMS fue mayor que en el área degradada. El análisis químico del suelo reveló en el área degradada bajo tenor en fósforo, carbono, calcio y potasio, lo que puede haber contribuido a la baja C-BMS, debido al estrés elevado en el suelo. No hubo diferencia significativa en RBS entre las áreas, pero el qCO2 fue significativamente mayor en el suelo degradado, indicando nuevamente alto nivel de estrés en ese suelo. Manejo y uso adecuado del suelo como el cultivo de bananas y/o brachiaria aumentaron la densidad de esporas de HMAs y C-BMS, además disminuyó el qCO2 en comparación con el área degradada.(AU)

Frações de carbono e nitrogênio de um Latossolo Vermelho-Amarelo distrófico sob diferentes usos na Amazônia brasileira / Carbon and nitrogen fractions in a dystrophic Red Yellow Latosol (Oxisol) soil under different uses in the Brazilian Amazon

O objetivo deste estudo foi avaliar indicadores de qualidade de um Latossolo Vermelho-Amarelo distrófico sob vegetação nativa de floresta, pastagem (Brachiaria brizantha cv. marandu), plantio convencional, cultivo mínimo e sistema de plantio direto. Foram determinados o carbono e o nitrogênio da biomassa microbiana do solo, o carbono orgânico e o nitrogênio total do solo, quocientes microbianos para carbono e nitrogênio e relações entre carbono orgânico e nitrogênio total do solo (C/N tot) e entre carbono e nitrogênio da biomassa microbiana (C/N mic). As amostras foram coletadas em Cerejeiras/RO, em duas profundidades (0-10 e 10-20 cm) nos cinco tratamentos, com cinco repetições. A análise estatística consistiu na análise de dados discrepantes, pelo método de Chauvenet, e dos pressupostos das variâncias, pelo teste de Bartlett e de Shapiro-Wilk, seguidos do teste de Kruskal-Wallis, entre os tratamentos, e comparação das variáveis entre as profundidades, pelo teste de Mann-Whitney, e ainda da análise de agrupamentos utilizando o método de Ward, todos ao nível de 5 por cento de probabilidade. Os diferentes usos do solo influenciam as variáveis avaliadas, com exceção da relação C/N tot, sendo que as variáveis microbiológicas demonstram-se mais sensíveis às mudanças do uso e manejo do solo. O sistema de plantio convencional é o tratamento que apresenta maior homogeneidade entre as profundidades. A análise de agrupamentos evidencia que o solo sob plantio direto, sistema de cultivo mínimo e plantio convencional apresenta semelhanças entre si, assim como, o solo sob vegetação nativa de floresta e pastagem também se assemelham.

The aim of this study was to assess quality indicators of a dystrophic Red Yellow Latosol (Oxisol) soil under native forest, pasture (Brachiaria brizantha cv. marandu), conventional tillage, minimum tillage system and no till system. It was determined the soil carbon and soil nitrogen in the microbial biomass, organic carbon and total nitrogen, ratios for microbial carbon and nitrogen and relationships between organic carbon and total nitrogen (C/N tot) and between carbon and soil nitrogen in the microbial biomass (C/N mic). The soil samples were collected in the Municipality of Cerejeiras/RO, at two depths (0-10 and 10-20 cm) in five treatments with five replications. The statistical analysis consisted of outliers analysis by Chauvenet method, and assumptions of variances by Bartlett's test and Shapiro-Wilk, followed by Kruskal-Wallis, between treatments, and comparison the variables between the depths, by Mann-Whitney' test, and the group analysis using Ward's method, all at 5 percent probability. The results show that different uses influence the variables, except for ration C/N tot, and the microbiology variables showed themselves more sensitive to changes in land use and management than other. The conventional tillage is the treatment that has greater homogeneity among the depths. The group analysis shows that the soil under no till system, minimum tillage system and conventional tillage have similarities among well as the soil under native forest and pasture are similar.

Indicadores biológicos da qualidade do solo em sistema agrossilvopastoril no noroeste do estado de Minas Gerais / Biological indicators of soil quality in agricultural-forestry-pasture system in northwest region of Minas Gerais state, Brazil

Estudos de qualidade do solo são importantes para o entendimento da interação dessa com o ecossistema como um todo. Nesse contexto, os microrganismos do solo desempenham papel fundamental para manutenção e produtividade de vários agroecossistemas. Objetivou-se, neste trabalho avaliar os atributos biológicos (carbono da biomassa microbiana, respiração basal e quociente microbiano), além do teor de carbono orgânico, possíveis indicadores das alterações na qualidade do solo impostas pelos diferentes sistemas de manejo, em relação ao cerrado nativo, em sistema agrossilvopastoril, no noroeste de Minas Gerais. Foram coletadas amostras, nas profundidades de 0-5, 5-20 e 20-40 cm, de um Latossolo Vermelho Distrófico típico (LVd), entre os municípios de Vazante e Paracatu. Os sistemas foram selecionados segundo o histórico de uso: (1) CN- cerrado nativo (testemunha); (2) EA- eucalipto + arroz (ano zero do sistema agrossilvopastoril, plantados após o desmatamento da vegetação nativa de cerrado); (3) ES-eucalipto + soja (ano um do sistema, semeadura da soja em substituição ao arroz); (4) EP- eucalipto + pastagem (ano dois do sistema, com pastagem de Brachiaria brizantha Stapf., para a engorda do gado de corte); (5) EPG- eucalipto + pastagem + gado de corte (ano três do sistema, com a introdução do gado de corte); (6) PP- pastagem plantada de Brachiaria brizantha Stapf.; e (7) EC- eucalipto no sistema convencional no espaçamento de 2,0 x 3,0 m. O carbono orgânico e o carbono da biomassa microbiana apresentaram valores mais elevados na camada superficial (0-5cm), em relação às demais, em todos os sistemas. O carbono orgânico mostrou alteração substancial em relação aos sistemas estudados e às profundidades, revelando seu potencial como indicador da qualidade do solo em termos de reflexos das modificações impostas pelo manejo. O teor de carbono da biomassa microbiana foi reduzido em todos sistemas estudados em relação ao cerrado nativo, em função da...

Soil quality studies are important for understanding its interaction with the ecosystem as a whole. In this context, the soil microorganisms play a fundamental role for the maintenance and productivity of various agricultural ecosystems. This work had the objective to evaluate the biological attributes (microbial biomass carbon, basal respiration, and microbial quotient), as well as the organic matter content, possible indicators of alterations in soil quality imposed by different management systems, in relation to native cerrado, in agricultural - forestry - pasture system, in northwest of Minas Gerais state, Brazil. Samples were collected at 0-5, 5-20, and 20-40 cm depths, from a typical Dystrophic Red Latosol (Oxisol), between Vazante and Paracatu counties. The systems were selected according to the history of use, as follows: (1) CN - native cerrado (reference); (2) EA - eucalyptus + rice (year zero of agricultural - forestry - pasture system, planted after removal of cerrado native vegetation); (3) EP - eucalyptus + soybeans (year one of system, soybeans sowing substituting rice); (4) - EP - ES - eucalyptus + pasture (year two of system, using Brachiaria Brizantha Stapf. for cattle raising); (5) - EPG - eucalyptus + pasture + cattle (year three of system, with introduction of cattle); (6) PP - pasture cultivated with Brachiaria Brizantha Stapf.; and (7) EC - eucalyptus under conventional system in 2x3m spacing. The organic carbon and the microbial biomass carbon presented higher values in the superficial layer (0 - 5 cm), in relation to the other depths, in all systems. The organic carbon showed substantial alteration in relation to the studied systems and depths assessed, revealing its potential as soil quality indicator concerning the modifications imposed by management. The microbial biomass carbon content decreased in all systems in comparison with native cerrado due to anthropic action. Along the progress of the agricultural...

População microbiana em solo cultivado com soja e tratado com diferentes herbicidas em área de cerrado no estado de Roraima / Microbial population in soil cultivated with soybean and treated with different herbicides in cerrado area of Roraima

Este trabalho objetivou avaliar o impacto de herbicidas à base de glyphosate, imazaquin e trifluralin na biomassa microbiana do solo, na comunidade bacteriana associada ao rizoplano de soja e também na nodulação das plantas de soja. As avaliações foram realizadas por um período de 60 dias, em dois sistemas de manejo do solo: semeadura direta na palha (SD) e semeadura convencional (SC), que receberam a aplicação dos herbicidas glyphosate e, imazaquin e trifluralin, respectivamente. Ao longo do período estudado o imazaquin, na área de SD, ocasionou redução da biomassa microbiana e, também alterou o perfil bacteriano analisado por eletroforese em gel com gradiente desnaturante (DGGE) de forma mais intensa, que o glyphosate. Na área de SC não houve efeito significativo dos herbicidas sobre a biomassa microbiana, tendo ocorrido grande variabilidade entre repetições de um mesmo tratamento nos perfis de DGGE, o que dificultou a observação do efeito dos herbicidas. O seqüenciamento de fragmentos do 16S rDNA retirados dos géis de DGGE mostrou que o glyphosate restringiu o desenvolvimento de uma bactéria com 90 por cento de homologia com Herbaspirillum sp., enquanto, o imazaquin estimulou uma bactéria com 96 por cento de homologia com Ralstonia sp. e, outras bactérias com pelo menos 92 por cento de homologia com Burkholderia, Thiomonas e Pseudomonas não foram afetadas. Também não houve efeito dos herbicidas sobre o número de nódulos nas plantas de soja.

This work aimed to evaluate the impact of glyphosate, imazaquin and trifluralin on soil microbial biomass, on bacteria community associated with soybean rhizoplane and soybean nodulation under two different agricultural management: no-tillage (SD) and conventional tillage (SC). The results showed that imazaquin in SD area lead a significant reduction of soil microbial biomass during the period of evaluation (60 days) and, also had greater modifications in bacterial DGGE profile than the glyphosate treatment. There was no significant effect of herbicides on microbial biomass in SC area, and DGGE profiles presented high variability among replicates of the same treatments, which had difficult the observation of herbicides effects. Some fragments excised from DGGE gels and sequenced indicate that glyphosate interfered in the development of a bacterium with 90 percent of homology to Herbaspirillum sp. 16S rDNA, while another with 96 percent of homology to Ralstonia sp. 16S rDNA was greatly present only in imazaquin treatment, and some others bacteria with more than 92 percent of homology like Burkholderia, Thiomonas and Pseudomonas were not affected by herbicides. Besides that, no significant effect of the herbicides occurred on soybean nodulation.