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.

Alterações microbianas e químicas de um gleissolo sob macaubeiras nativas em função da variação sazonal e espacial / Microbial and chamical changes in gleysol under native macauba palms by the spatial and seasonal variations

A macaúba (Acrocomia aculeata) é uma alternativa para a produção de biodiesel e, consorciada com pastagem, pode auxiliar na recuperação de áreas degradadas. O objetivo deste trabalho foi estudar as alterações nos atributos microbiológicos, na matéria orgânica e no N total do solo, em função da variação sazonal e espacial em um Gleissolo sob maciço de macaubeiras nativas, no Cerrado. O estudo observacional foi realizado na região de Planaltina de Goiás, na Fazenda Agropecuária Santa Fé. Foram selecionadas dez árvores em uma mata com macaubeiras nativas no bioma cerrado. A coleta de solo foi realizada na camada de 0 a 10 centímetros de profundidade, sob uma linha horizontal, imaginária, traçada a partir da base do caule das macaubeiras. As amostras de solo foram coletadas a 50, 150 e 250 centímetros de distância do caule da palmeira, durante o verão chuvoso (março de 2010) e inverno seco (julho 2010). Para a avaliação estatística das variáveis observadas, utilizou-se um modelo misto. As médias das variáveis observadas foram submetidas a testes para verificar se seguiam a distribuição normal, e a homogeneidade de variâncias. Em seguida, os dados foram submetidos ao teste F e as médias foram comparadas pelo teste t. Os atributos carbono microbiano (Cmic), respiração basal (RB), quociente metabólico (qCO2), a matéria orgânica do solo (MOS) e a relação C/N do solo são sensíveis à variação sazonal e espacial em mata de macaubeiras no Cerrado. O nitrogênio total (NT) foi sensível à variação espacial. A microbiota presente no solo sob macaubal se manteve mais equilibrada durante o período seco, apresentando maiores teores de carbono microbiano e quociente microbiano e menor quociente metabólico e relação C/N do solo.

Macauba palm (Acrocomia aculeata) is an alternative for biodiesel production and intercropped with pastures, can be used to recover degraded areas. The aim of this paper was to study the alterations of microbial and soil organic matter and total N, in function of sazonal and spatial variation of a Gleysol, under native macauba palms (Acrocomia aculeata). This observational study took place in Santa Fe Agropecuaria farm, in the region of Planaltina de Goias, State of Goias. Ten trees were selected from a native forest containing macauba palms. Soil samples were then taken at a depth of 0 - 10 cm from a horizontal imaginary line, drawn from the macauba`s palm trunk. Soil samples were taken from a 50, 150 and 250 cm distance from the trunk, during the wet summer (March, 2010) and the dry winter (July, 2010). The mixed model was used in order to evaluate the observational study. The observational means were submitted to testing to evaluate if their values followed a normal distribution and to test homogeneity of variance. Subsequently, data were submitted to the F-test and the means were compared using the t-test. The Cmic, RB, qCO2 and the MO and soil C/N have been found to be sensitive to seasonal and spatial variation in the native forest of macauba palms, in the Cerrado. The NT showed to be sensitive to spatial variation. The microbiota present in the soil under macauba palms was more efficient and maintained a higher equilibrium during the dry winter, presenting higher values of Cmic and Cmic:Corg, and lower values of qCO2 and soil C/N ratio.

Indicadores microbiológicos do solo sob influência do cultivo de trigo com duplo propósito / Soil microbiological indicator influenced by dual purpose wheat system

O Trigo de Duplo Propósito (TDP) é um sistema de cultivo em que se utilizam cultivares para a produção de grãos e forragem, esta destinada ao consumo animal. Este sistema pode exercer grande influência na dinâmica e atividade microbiana do solo. O objetivo desse trabalho foi avaliar o efeito do sistema de manejo (com e sem cortes e do número de cortes, 1 ou 2 cortes) de quatro cultivares de trigo para duplo propósito, nos atributos microbiológicos do solo em Planaltina, Distrito Federal. O delineamento experimental utilizado foi em blocos casualizados, com seis repetições em esquema de parcelas subdivididas, onde os cultivares de trigo (Frontana, BH 1146, BRS 264 e Aliança) foram alocados nas parcelas experimentais. Os cortes foram feitos após o primeiro ciclo de crescimento e foram as subparcelas. O cultivar Frontana proporcionou os maiores teores de carbono orgânico total (COT), de nitrogênio total (Ntotal) e da biomassa microbiana (N-BMS). Os maiores valores na relação N-BMS/Ntotal foram observados nos cultivares Frontana, Aliança e BRS 264. O corte estabelecido nos cultivares Frontana e Aliança provocou redução da respiração basal (RB) do solo, assim como do carbono da biomassa microbiana do solo (C-BMS) no trigo Aliança. O C-CBMS aumentou com o efeito do manejo do corte no cultivar BH 1146. O corte também provocou aumento nos percentuais do quociente microbiano (qMIC), nos cultivares Frontana e BH1146, enquanto que nos demais cultivares, houve um efeito oposto.

Dual purpose wheat (DPW) is a cultivation system which cultivars are utilized for grain and forage production and this last one is used for animal consumption. This system production can greatly influence the dynamics and soil microbial activity. The aim of this study was to evaluate the effect of management system (with or without cuts1 or 2 cuts and the number of cuts, 1 or 2) of four wheat cultivars for dual purpose on soil microbiological attributes in Planaltina, Distrito Federal). The experimental design was randomized blocks with split plot, with six replicates where wheat cultivars were planted on experimental plots (Frontana, BH 1146, BRS 264 and Aliança). The cuts were made after the first growing cycle and were the subplots. Frontana was the wheat cultivar with the highest levels of total organic carbon content (TOC), total N and nitrogen microbial biomass (N-NMB). The relation NMB/total N showed higher values on Frontana, Aliança and BRS 264. The cut made on Frontana and Aliança cultivars caused reduction in soil basal respiration (BR) and the soil microbial carbon biomass (C-MBC) in wheat Aliança. The C-MBC increase with the effect of cutting management on BH1146 and also promoted an increase im percentage of microbial quotient on Frontana and BH146, where as in the other cultivars, there was an opposite effect.

Frações granulométricas da matéria orgânica em latossolo sob plantio direto com gramineas / Granulometric fractions of organic matter of a latosol under no-till with grasses

O estudo da matéria orgânica do solo e de seus compartimentos visa obter informações a cerca da sua estabilidade e localização na estrutura do solo, bem como sua quantidade e qualidade em sistemas de uso do solo. O objetivo deste trabalho foi avaliar as frações da matéria orgânica em solo sob manejo de plantio direto com gramíneas. O delineamento experimental foi em blocos ao acaso com três repetições e cinco tratamentos (sistemas de cultivos), com medidas repetidas no espaço. Os tratamentos constituíram-se de milho em monocultivo; Brachiaria humidicola; Panicum maximum cv Aruana; milho + Brachiaria humidicola e milho + Panicum maximum cv Aruana. Foram determinados os teores de carbono orgânico total, carbono orgânico particulado e carbono orgânico associado aos minerais do solo nas profundidades de 0-5, 5-10, 10-20 e 20-30 cm. Foram também analisados os acréscimos e reduções dos estoques de carbono nas diferentes frações utilizando-se a área de cerrado como referência. Os resultados demonstraram que os sistemas com consorciação de culturas e forragens ocasionaram efeitos nos diferentes compartimentos da matéria orgânica. Devido ao curto período de condução do plantio direto, as alterações promovidas pelas culturas nas frações da matéria orgânica foram mais expressivas nas camadas superficiais do solo. Sob plantio direto, o milho em monocultivo ou consorciado com Brachiaria humidicola promoveu aumento nos estoques de carbono orgânico total e nas frações COp e COam, tendo o cerrado nativo como referência. Nos demais sistemas, o uso do solo promoveu aumento dos estoques de COT e COam e redução na fração COp.

The study of soil organic matter and its compartments seeks to obtain information about their stability, localization in soil structure as well as their quantity and quality under land use systems. The objective of this study was to evaluate the organic matter fractions in soil under no-till management with grasses. The experimental design was a randomized block, with three replications and five treatments (cropping systems), with repeated measures in space. The treatments consisted of corn; Brachiaria humidicola; Panicum maximum cv Aruana; corn + Brachiaria humidicola, corn + Panicum maximum cv Aruana. The concentrations of total organic carbon, particulate organic carbon and organic carbon associated with minerals were analyzed in the soil at depths 0-5, 5-10, 10-20 and 20-30 cm. Increases and reductions of carbon stocks in organic matter fractions, using the Cerrado as a reference, were also analyzed. The results demonstrated that the systems with intercropping and fodder caused different effects on organic matter pools. Because of the short period of no-till the changes promoted by crops in organic matter fractions were more significant in the soil surface layers. Under no-till, maize only or intercropped with Brachiaria humidicola promoted an increase in total organic carbon and organic carbon fractions, when the native cerrado soil was used as reference. In other systems, land use increased stocks of OCam and TOC, but promoted reduction in POC stocks.