Organic onion growth, yield and storage improved by foliar sprays of microalgae and fulvic acid as a natural biofertilizer

The use of microalgae as natural biofertilizer in horticulture has recently been reported, while the use of humic substances is widespread. However, the combined use of microalgae with humic substances applied to plant leaves is still unexploited. Thus, the objective of this work was to combine fulvic acid (FA) with the Scenedesmus subspicatus microalga biomass (SC) as a natural biofertilizer applied via leaf in two onion cultivars in organic system. Four experiments were conducted: i) bioassays to verify the bioactive effect of FA, SC and combinations using the Vigna radiata model plant; ii) greenhouse pot experiment with foliar applications of FA, SC and combination in two onion cultivars; iii) field experiment in organic system with foliar applications of FA, SC and combination in two onion cultivars; and iv) onion bulb storage experiment. The bioactive effect of SC, FA and their combinations was identified by promoting changes in root growth of V. radiata. In pots, treatments containing FA, SC and combination promoted increase in fresh and dry leaf mass. The foliar application of FA, SC and combination promoted an increase in field bulb productivity, reduced mass loss in stored bulbs and increased carbohydrate, amino acid and protein contents in onion bulbs.

Soil organic matter fractions and carbon management index under integrated crop-livestock system / Frações da matéria orgânica do solo e índice de manejo de carbono em sistema de integração lavoura-pecuária

The objective of this work was to evaluate the carbon content of the physical, chemical and oxidizable fractions of soil organic matter (SOM) and to calculate the carbon management index (CMI) in an area managed under an integrated crop-livestock system (ICLS) in the western region of Paraná - Brazil. The experiment was carried out at the experimental farm, belonging to the Universidade Estadual do Oeste do Paraná. Seventeen areas, which are managed in different ways, fifteen in ICLS and two areas of controls (Forest and Haymaking), using the design divided with two nested controls, with three replications were evaluated. Deformed and undisturbed soil samples were collected from all the areas to determine the total organic carbon (TOC), carbon stock, the physical, chemical and oxidizable fractions of SOM and the CMI in the layers of 0-0.05, 0.05-0.1 and 0.1-0.2 m. Little significant changes in the fractions were found for the management of the ICLS area in relation to the Forest and the area of Haymaking, although the Forest presented the best values for most of the studied fractions. It is recommended to adopt sustainable practices, such as ICLS, even though the average fractions tend to take time to match reference areas.

O objetivo desse trabalho foi avaliar os teores de carbono das frações física, química e oxidável da matéria orgânica do solo (MOS) e calcular o índice de manejo de carbono (IMC) em uma área manejada em sistema de integração lavoura pecuária (ILP) na região Oeste do Paraná - Brasil. O experimento foi realizado na fazenda experimental, pertencente à Universidade Estadual do Oeste do Paraná. Foram avaliadas dezessete áreas, que foram manejadas de diferentes formas, quinze em ILP e duas testemunhas (Mata e Fenação), sendo empregado o delineamento subsubsubdividido com duas testemunhas aninhadas, com três repetições. Em todas as áreas foram coletadas amostras deformadas e indeformadas de solo para serem determinados o carbono orgânico total, estoque de carbono e as frações físicas granulométricas, oxidáveis e químicas da MOS e o IMC nas camadas de 0-0,05, 0,05-0,1 e 0,1-0,2 m. Alterações pouco significativas das frações foram encontradas para os manejos da área em ILP em relação a mata e a área de fenação, entretanto a mata apresentou os melhores valores para a maioria das frações estudadas. Recomenda-se a adoção de práticas sustentáveis, como a ILP, mesmo que os teores médios das frações tendem a demorar tempo para igualar-se a áreas de referência.

Bacterial community structure in soils contaminated with electronic waste pollutants from Delhi NCR, India

Background: Microbial community analysis of electronic waste (e-waste)-polluted environments is of interest to understand the effect of toxic e-waste pollutants on the soil microbial community and to evaluate novel microorganisms resisting the toxic environment. The present study aims to investigate the bacterial community structure in soils contaminated with e-waste from various sites of Loni and Mandoli (National Capital Region (NCR), India) where e-waste dumping and recycling activities are being carried out for many years. Results: Interferences to soil metagenomic DNA extraction and PCR amplification were observed because of the presence of inhibiting components derived from circuit boards. Whole-metagenome sequencing on the Illumina MiSeq platform showed that the most abundant phyla were Proteobacteria and Firmicutes. Deltaproteobacteria and Betaproteobacteria were the most common classes under Proteobacteria. Denaturing gradient gel electrophoresis (DGGE) analysis of the bacterial 16S rRNA gene showed that e-waste contamination altered the soil bacterial composition and diversity. There was a decrease in the number of predominant bacterial groups like Proteobacteria and Firmicutes but emergence of Actinobacteria in the contaminated soil samples. Conclusions: This is the first report describing the bacterial community structure of composite soil samples of ewaste-contaminated sites of Loni and Mandoli, Delhi NCR, India. The findings indicate that novel bacteria with potential bioremediating properties may be present in the e-waste-contaminated sites and hence need to be evaluated further.

Physical and chemical properties of an oxisol after maize cropping on rotation with leguminous plants / Propriedades físicas e químicas de um latossolo ver melho durante o cultivo do milho após rotação com plantas leguminosas

Crop rotation has been a daily management to ensure viability of no-tillage system; however, it is few accepted and practiced by farmers. Thus, this study aims to establish a crop rotation scheme in soil quality. Consequently, cover crops of dwarf mucuna, pigeon pea dwarf, sun hemp and maize were cropped in 2010 under no-tillage system. Soil properties were determined prior their beginning, after the management of cover crops and maize harvest. Results were submitted to ANOVA and averages were compared. The macroporosity and total porosity answered to the adopted management with some variation. So, cover crops need much time to express their potential, mainly related to the physical characteristics of the studied soil. Chemical properties are susceptible to this management since higher changes were observed after management with cover crops. This crop rotation in a long term may allow the maintenance of soil quality because it avoids losses of nutrients and carbon

A rotação de culturas é ação básica para garantir a viabilidade do sistema plantio direto, porém, é pouco aceita e praticada pelos agricultores. Assim, este trabalho teve por objetivo estabelecer o esquema de rotação de culturas sobre a qualidade do solo. Para isso, sob sistema plantio direto, foramimplantadas, em 2010, as plantas de cobertura mucuna anã, feijão guandu anão, crotalaria juncea, e a cultura do milho. As propriedades do solo foram determinadas anteriormente à implantação, após o manejo da cobertura vegetal e após a colheita do milho. Os resultados encontrados foram submetidos à análise de variância e a comparação de médias. As plantas de cobertura podem precisar de mais tempo para que expressem seu potencial, principalmente relacionado às características físicas do solo, embora tenha sido observada variação da porosidade total e macroporosidade. As propriedades químicas são sensíveis ao manejo empregado, já que maiores alterações foram observadas após o manejo com as plantas de cobertura. Mesmo que não possibilite aumento significativo no teor de C no solo, o uso desta rotação, em longo prazo, poderá permitir a manutenção da qualidade do solo, evitando perdas de nutrientes e carbono

Influencia del tamaño de partícula en la extracción de ácidos húmicos de carbón bituminoso / Influence of particle size in the extraction of bituminous carbon humic acids

RESUMEN Las sustancias húmicas son un conjunto de macromoléculas provenientes de materia orgánica biodegradada. Estas sustancias, se pueden obtener de carbones de alto rango y son importantes en la eliminación de contaminantes en soluciones acuosas. En esta investigación, se evaluó la influencia del tamaño de partículas en la extracción de ácidos húmicos, a partir de muestras de carbón bituminoso. Se realizó una oxidación en solución acuosa de las muestras con peróxido de hidrógeno, a concentraciones de 50, 40 y 30%, respectivamente, tiempos de extracción de 3 y 6 horas y tamaño de partícula a número de malla 60 y 120. Se caracterizaron las muestras de carbón por espectrometría infrarroja (FTIR). Se realizó un análisis próximo, para determinar % de humedad, % de materia volátil (%MV), % de ceniza, % de carbono fijo (%CF) y relación %CF/MV. El análisis termogravimétrico (TGA), se realizó en equipo de termografía TGA Q-500. El mayor porcentaje de extracción (76,8±3,50), se obtuvo a una concentración de 50% de agente oxidante, tiempo de extracción de 6 horas y tamaño de partícula a malla No. 120. El tiempo de extracción influye en la cantidad de ácido húmico que se puede extraer, una concentración de 40% de agente oxidante; no se encontraron diferencias estadísticamente significativas (P> 0,05), para tiempos de 3h (32,8±1,0, malla 120) y 3h (30,6±2,4, malla 60). La materia carbonácea utilizada en esta investigación puede ser un candidato potencial para obtener ácidos húmicos útiles en la industria agrícola.

ABSTRACT Humic substances are a group of macromolecules from biodegradable organic matter. These substances can be obtained from high-rank coals and are important in the removal of contaminants in aqueous solutions. In this study, the influence of particle size on the extraction of humic acids from samples of bituminous coal is evaluated. Oxidation in aqueous solution of the samples with hydrogen peroxide was carried out at concentrations of 50, 40 and 30% respectively, extraction times of 3 and 6 hours and particle size at 60 and 120 mesh number. The carbon samples were characterized by infrared spectrometry (FTIR). A close analysis was performed to determine % moisture, % volatile matter (% MV), % ash, % fixed carbon (% CF) and % CF/MV ratio. Thermogravimetric analysis (TGA) was performed on TGA Q-500 thermography equipment. The highest percentage of extraction (76.8 ± 3.50) was obtained at a concentration of 50% of oxidizing agent, extraction time of 6 hours and particle size to mesh No 120. The extraction time influences the amount of humic acid that can be extracted, a concentration of 40% of oxidizing agent, no statistically significant differences were found (P> 0.05) for times of 3h (32.8±1.0, 120 mesh) and (30.6±2.4, 60 mesh). The carbonaceous material used in this research may be a potential candidate for obtaining useful humic acids in the agricultural industry.

Evaluación del efecto auxin-like de ácidos húmicos en maíz mediante análisis digital de imágenes

El efecto auxin-like consiste en la promoción del crecimiento vegetal por ácidos húmicos (AH). En este trabajo, se evaluó el efecto auxin-like de ácidos húmicos, mediante la determinación del área foliar y la superficie radicular de plántulas de maíz. Los AH fueron obtenidos por solubilización alcalina de carbón, denominados AH-NaOH y mediante solubilización bacteriana de carbón, designados AH-BSC3 y AH-BSC25. Se probó la aplicación de AH, mediante inmersión de semillas en soluciones de 20, 80 y 150mgAH/L y por aspersión foliar sobre plántulas de dos semanas. El ensayo, se desarrolló bajo condiciones de casa de malla y constó de cinco repeticiones por tratamiento; 30 días después de la siembra en suelo, se determinó el área foliar, utilizando el software ImageJ y la superficie total de raíces, mediante un algoritmo desarrollado en Matlab. Se registraron incrementos significativos en el área foliar de plantas tratadas mediante la inmersión de semillas, en soluciones de AH-BSC-3-80mg/L y 150mg/L, AH-BSC-25-20mg/L y 150mg/L, y AH-NaOH-80mg/L y plantas tratadas mediante aspersión foliar de AH-BSC-3-150mg/L, AH-BSC-25-150mg/L y AH-NaOH-150mg/L. También, se evidenciaron incrementos significativos en la superficie total de raíces de plántulas tratadas con AH-BSC25-150mg/L, AH-NaOH-80mg/L y AH-BSC3-80mg/L y todos los tratamientos de AH por aspersión. Se presentó el efecto auxin-like de AH sobre el desarrollo radicular y foliar de plántulas de maíz, a través del análisis digital de imágenes; esta herramienta puede producir información precisa para medir algunos parámetros del proceso vegetal.

The auxin-like effect consists in plant growth promotion by humic acids (HA). In this research the auxin-like effect was determined by digital image processing, both foliar and root surface of corn plants were assessed. The HA were obtained through alcaline solubilization coal, HA-NaOH and through coal bacterial solubilization, HA-CSB3 and HA-CSB25. The application of the HA solutions of 20, 80 and 150mgHA/L was evaluated through seed immersion and foliar spray on two week-old plants. The experiment was carried out under shade cloth with five replicates by treatments; 30 days after planting in soil, leaf area was measured using ImageJ software and total root surface through an algorithm of Matlab. Significant increase in leaf area of plants treated by immersion of seeds in HA-BSC3-80mg/L and 150mg/L, AH-CSB25-20mg/L and 150mg/L, and HA-NaOH-80mg/L was found, as well as in plants treated by foliar aspersion of HA-CSB3-150mg/L, AH-CSB 25-150mg/L and HA-NaOH-150mg/L. Moreover significant increase in total root surface of plants treated with HA-CSB25-150mg/L, HA-NaOH-80mg/L and HA-CSB3-80mg/L and all treatments of HA by aspersion was found. The auxin-like effect of humic acids on maize plants was evidenced through digital image analysis; this tool can produce accurate information to measure some plant development parameters.

Soil attributes and c and n variation in histosols under different agricultural usages in the state of Rio de Janeiro, Brazil / Atributos edáficos e variação de c e n em organossolos sob diferentes usos agrícolas no estado do Rio de Janeiro, Brasil

Histosols are a natural reservoir of C in the soil, and their drainage followed by other farming practices leads to subsidence and soil organic matter transformations. The objective of this study was to evaluate the influence of use and management of Histosols, by means of: characterizing chemical and physical properties, and the content of SOM and humic fractions; and quantifying C and N stocks. In addition, to obtain preliminary data on greenhouse gas emissions (CO2, N2O) in Histosol areas with different agricultural practices. Three areas were selected with similar soil and environment, two in Macaé municipality, under pasture, and with bean annual crop rotation, and the third in Santa Cruz, Rio de Janeiro city, cultivated with cassava (Manihot esculenta). The attributes evaluated were: physical - bulk density (BD), particle density (Dp), organic matter density (OMD), mineral matter (MM), mineral residue (MR), aggregate stability; and chemical - pH, exchangeable cations, soil organic matter (SOM), carbon in the humin (HUM-C), humic acid (HAF-C) and fulvic acid (FAF-C) fractions; stocks of C and N; and flux of CO2 and N2O. In general, the area cultivated with cassava had the highest values for exchangeable cations, as a result of fertilizer and soil management practices. The cassava site showed the highest values of BD and Dp; total volume of pores; MM, MR and OMD and higher degree of transformation of SOM; indicating higher alteration of Histosols properties under this usage. In all sites, the C levels indicated dominance of humin fraction. The SOM and C and N stocks were highest in the pasture, indicating preservation of organic matter, with values from 115.92 to 99.35Mg ha-1 of C e 8.35 to 4.45 Mg ha-1 for N. The values of CO2-C flux were within the range proposed by the IPCC, where the highest emission was 0.09 Mg CO2 ha-1 day-1 in the pasture site. The values of N2O-N flux were lower than proposed by the IPCC, with the highest value (270 g N2O-N m-2 day-1) in the area under beans (crop rotation). In general, the multivariate analyses discriminated the sites and the pasture was the usage that least affected the Histosols properties.

Os Organossolos são reservatório natural de C no solo e sua drenagem seguida por práticas agrícolas leva a subsidência e transformações na matéria orgânica do solo. O objetivo do estudo é avaliar a influencia do uso e manejo de Organossolos, através da: caracterização de propriedades químicas e físicas, conteudo de matéria orgânica do solo e frações húmicas; e quantificação de estoques de C e N. Ainda, obter dados preliminares sobre emissão de gases de efeito estufa (CO2, N2O) em áreas de Organossolos com diferentes usos agrícolas. Foram selecionadas três áreas com solos e ambientes semelhantes, duas no município de Macaé, sob pastagem e feijão com rotação de lavouras, e a terceira em Santa Cruz na cidade do Rio de Janeiro, com mandioca (Manihot esculenta). Os atributos avaliados foram: físicos - densidade do solo (Ds), densidade de partículas (Dp), densidade de matéria orgânica (DMO), material mineral (MM), resíduo mineral (RM), estabilidade de agregados; químicos - pH, cátions trocáveis, matéria orgânica do solo (MOS), carbono nas frações humina (HUM-C), ácido húmico (FAH-C) e ácido fúlvico (FAF-C); estoques de C e N; e fluxo de CO2 e N2O. A área de mandioca apresentou maiores valores de cátions trocáveis como resultado das práticas de adubação e manejo do solo. A área de mandioca apresentou Ds e Dp, volume total de poros, e valores de MM e RM e DMO mais elevados, e maior grau de transformação da matéria orgânica, indicando maior alteração das propriedades do Organossolo com esse uso. Em todas as áreas, os teores de C indicaram predomínio da humina. Os valores de MOS e estoques de C e N foram maiores na pastagem, indicando melhor preservação da matéria orgânica, com valores variando de 115,92-99,35Mg ha-1 de C e 8,35-4,45 Mg ha-1para N. Os valores de fluxo de CO2 estão de acordo com o IPCC, sendo o mais elevado de 0,09 mg de CO2 ha-1 dia- 1 na pastagem. Para N2O os fluxos foram menores que o proposto pelo IPCC, com o maior valor de 270 g N2O -N m-2 dia-1 na área com feijão. Em geral, a análise multivariada discriminou as áreas e a pastagem foi o uso que menos afetou as propriedades dos Organossolos.

Growth and production of ornamental sunflower grown in the field in response to application of humic acids / Crescimento e produção de girassol ornamental cultivado em campo em resposta à aplicação de ácidos húmicos

The humic acid fraction of organic matter has a stimulating effect on the growth and development of ornamental plants. This study investigated the response in growth and yield of field-grown ornamental sunflower (Helianthus annuus L.) to the seed treatment with humic acids. The experiment was arranged in a randomized block design with three replications. Sunflower seeds were soaked in solutions of 0, 10, 20, 30, and 40mmol L-1 C in the form of humic acids and then sown in the flower beds. At harvest, the flower stems were collected to determine the variables: stem height, stem diameter, fresh stem weight, number of leaves per stem, leaf fresh weight per stem, leaf dry matter per stem, number of flower stalks, and diameter of the floral receptacle. Data were subjected to regression analysis. The results showed increases in all variables in response to the application of humic acids, except in number of leaves per stem, which remained unchanged. The greatest increases usually resulted from concentrations from 15 to 20mmol L-1 C in the form of humic acid. It was concluded that the seed treatment with humic acid at the indicated concentrations increases the number and commercial quality of flower stalks of field-grown ornamental sunflower.

Os ácidos húmicos, fração da matéria orgânica, apresentam efeitos estimulantes no crescimento e desenvolvimento de plantas ornamentais. O presente trabalho objetivou estudar o crescimento e produção de girassol ornamental (Helianthus annuus L.) em resposta à aplicação de ácidos húmicos em cultivo em campo. O delineamento estatístico foi o de blocos casualizados com três repetições. As sementes foram imersas nas soluções de 0, 10, 20, 30 e 40mmol L-1 de C na forma de ácidos húmicos e, posteriormente, semeadas em canteiros a campo. No momento da colheita, as hastes florais foram coletadas para medição das variáveis: altura da haste, diâmetro da haste, matéria fresca da haste, número de folhas por haste, matéria fresca foliar por haste, matéria seca foliar por haste, número de hastes florais e diâmetro do receptáculo floral. Os dados foram submetidos à análise de regressão. Os resultados mostraram incrementos em todas as variáveis analisadas, em resposta à aplicação de ácidos húmicos, com exceção do número de folhas por haste, que não sofreu alteração. Os maiores incrementos foram, em geral, proporcionados em concentrações entre 15 a 20mmol L-1 de C na forma de ácidos húmicos. Conclui-se que o uso dos ácidos húmicos nas concentrações indicadas aumenta o número e a qualidade comercial das hastes florais de girassol ornamental cultivado em campo.

Perspectivas sobre el uso de sustancias húmicas en la producción aviar / Perspectives on the use of humic substances in poultry production / Perspectivas sobre o uso de substâncias húmicas na avicultura

Resumen Las sustancias húmicas (SH) son un producto de la biotransformación de la materia orgánica, que han sido utilizadas ampliamente en procesos agrícolas, tales como la recuperación de suelos, como agentes biorremediadores por sus propiedades quelantes de sustancias tóxicas residuales, así como en la producción animal como promotor del mejoramiento de los parámetros productivos. Los procesos de producción animal en la actualidad demandan producción limpia aunada a un rendimiento competitivo de los sistemas de producción animal frente a los cuales, alternativas de manejo como la suplementación con aditivos alimentarios de origen natural, que mejoren los parámetros productivos y que a la vez participen en el mejoramiento de la salud animal, son la tendencia en la actualidad. En la presente revisión se hace énfasis en la contribución que las SH realizan en la producción avícola a partir de resultados de investigación que afirman que la suplementación de la dieta tanto de pollos de engorde como de gallinas ponedoras, permite la optimización en la digestión de los nutrientes, lo cual conlleva al mejoramiento en los parámetros zootécnicos. Dada la relación de la fisiología intestinal con la respuesta inmune, es posible que hayan efectos inmunomoduladores positivos asociados a la inclusión de estos aditivos en la dieta como una alternativa de producción limpia.

Abstract Humic substances (SH; product of the biotransformation of organic matter) have been widely used in agricultural processes such as soil remediation and also as bioremediation agents due to their ability to chelate toxic wastes. HS have been also used in animal production to promote growth performance. Animal production systems currently require cleaner production coupled with competitive performance. Today´s trends also include management alternatives such as supplementation with feed additives from natural sources to improve productivity and animal health. This review focuses on how SH contributes to poultry production based on research claims that SH supplementation to broilers and laying hens allows optimizing nutrient digestion, leading to improved productivity. Given the existing relationship between intestinal physiology and the immune response, there could be positive immunomodulatory effects associated with the dietary inclusion of these additives.

Resumo As substancias húmicas (SH) são um produto da biotransformação da matéria orgânica, que tem sido utilizadas comumente em processos agrícolas tais como a recuperação do solo, quanto como agentes biorremediadores pelas suas propriedades quelantes de substancias toxicas residuais. Do mesmo jeito são usadas na produção animal como promotor do crescimento permitindo melhorar os parâmetros produtivos. Os processos de produção animal na atualidade demandam produção limpa junto a um rendimento competitivo dos sistemas de produção animal frente aos quais, alternativas de manejo como a suplementação com aditivos alimentares de origem natural, que melhorem os parâmetros produtivos e que a sua vez participem no melhoramento da saúde animal, são a tendência na atualidade. Na presente revisão se faz ênfase na contribuição que as SH realizam na produção avícola a partir de resultados de pesquisas que afirmam que a suplementação da dieta tanto de frangos de corte quanto de galinhas poedeiras, permite a optimização da digestão dos nutrientes, o qual conduz ao melhoramento dos parâmetros zootécnicos, dada a relação da fisiologia intestinal com a resposta imune, é possível que existam efeitos imuno-moduladores positivos associados a inclusão de estes aditivos na dieta como uma alternativa de produção limpa.

Obtención de batterias biotransformadoras de cabón de bajo rango a partir de mmicrohábitats con presencia de residuos carbonosos / Obtaining Low Rank Coal Biotransforming Bacteria from Microhabitats Enriched with Carbonaceos Residues

Se aislaron bacterias con actividad biotransformadora de carbón de bajo rango (CBR) a partir de muestras ambientales con presencia de residuos de carbón en la mina "El Cerrejón". Se aislaron 75 morfotipos bacterianos de los cuales 32 presentaron crecimiento en medio sólido mínimo de sales con carbón a 5 %. Se diseño un protocolo para la selección de los morfotipos con mayor actividad biotransformadora de CBR, el protocolo incluye el aislamiento en un medio selectivo con CBR en polvo, pruebas cualitativas y cuantitativas de solubilización de CBR en medios sólidos y líquido. El mecanismo de solubilización en las cepas que producen mayores valores de sustancias húmicas (SH) estuvo asociado a cambios de pH en el medio, probablemente por la producción de sustancias alcalinas extracelulares. El mayor número de aislamientos y los aislamientos con mayor actividad solubilizadora sobre el CBR provienen de lodo con alto contenido de residuos de carbón y las rizósferas de Typha domingensis y Cenchrus ciliaris que crecen sobre sedimentos mezclados con partículas de carbón, este resultado sugiere que la obtención y capacidad de solubilización de CBR por parte de bacterias puede estar relacionada con el microhábitat donde se desarrollan las poblaciones.

Bacteria capable of low rank coal (LRC) biotransform were isolated from environmental samples altered with coal in the mine "The Cerrejon". A protocol was designed to select strains more capable of LRC biotransform, the protocol includes isolation in a selective medium with LRC powder, qualitative and quantitative tests for LRC solubilization in solid and liquid culture medium. Of 75 bacterial strains isolated, 32 showed growth in minimal salts agar with 5 % carbon. The strains that produce higher values of humic substances (HS) have a mechanism of solubilization associated with pH changes in the culture medium, probably related to the production of extracellular alkaline substances by bacteria. The largest number of strains and bacteria with more solubilizing activity on LRC were isolated from sludge with high content of carbon residue and rhizosphere of Typha domingensis and Cenchrus ciliaris grown on sediments mixed with carbon particles, this result suggests that obtaining and solubilization capacity of LRC by bacteria may be related to the microhabitat where the populations originated.

Biotransformación de carbón de bajo rango por bacterias aisladas de microhábitats influenciados por residuos de carbón / Biotransformation of low rank coal by bacteria isolated from environments influenced by coal residue

Se describió la capacidad de cinco cepas bacterianas para transformar un carbón de bajo rango (CBR), para ello se evaluaron cepas aisladas de microhábitats con presencia de partículas procedentes de los procesos de almacenamiento y lavado de carbón en la mina El Cerrejón (Colombia). Se realizaron ensayos de solubilización de CBR en medio de cultivo sólido y líquido, además de la decoloración de sustancias húmicas (SH) extraídas del CBR. Todas las bacterias evaluadas presentaron capacidad para biotransformar CBR en medio sólido, esta actividad es mayor cuando el CBR ha sido pretratado con ácido nítrico; en medio líquido se alcanzó una pérdida de peso de CBR hasta del 37% por acción de una cepa de Acinetobacter baumannii, acompañada de la aparición de hasta 8,06 mg/ml-1 de sustancias solubles con absorbancia a 465 nm; los cambios en el pH del medio sugieren que la actividad biotransformadora de CBR está asociada a la liberación de sustancias alcalinas; finalmente, se encontró evidencia para sugerir que las SH presentes en el CBR son transformadas por cometabolismo, posiblemente mediante reacciones de depolimerización, decoloración y repolimerización.

in this study were evaluated five bacterial strains isolated from microhabitats with high content of coal particles generated from storage and washing processes, in "The Cerrejón” open coal mine (Colombia), their ability to biotransform a low rank coal (LRC) was described by testing solubilization on solid and liquid culture medium, as well as bleaching of humic substances (HS) extracted from LRC. All tested bacteria showed ability to biotransform LRC on solid medium, this activity is greater when the LRC has been pretreated with nitric acid; in liquid medium LRC reached 37% of weight loss by Acinetobacter baumannii strain, accompanied by the appearance of up to 6.8 mg/ml-1 of soluble substances with absorbance at 465 nm, changes in culture medium pH suggest that LRC biotransformations activity is associated with alkaline substances release, finally found evidence to suggest that HS contained within LRC are transformed by cometabolism, possibly by depolymerization reactions, bleaching and repolimerization.

Adição de ácido cítrico potencializa a ação de ácidos húmicos e altera o perfil protéico da membrana plasmática em raízes de milho / Citric acid addition improve humic acids action and change proteins profile from plasma membrane of maize roots

A promoção do crescimento vegetal pelos ácidos húmicos tem sido atribuída a ações similares a hormônios, devido à promoção do desenvolvimento e proliferação das raízes, resultando numa absorção mais eficiente de água e nutrientes. O objetivo deste trabalho foi analisar as mudanças na arquitetura radicular em plântulas de milho e no perfil de proteínas da membrana plasmática (MP) promovidas pelo tratamento com ácidos húmicos (AH) isolados de vermicomposto (20mg C L-1). O efeito da adição de ácido cítrico (AC), importante ácido orgânico presente nos exudados radiculares, sobre a bioatividade destes AH também foi investigada. Foram analisados o comprimento da raiz principal, o número de sítios de mitose, o número e comprimento de raízes laterais e a área radicular total. Para a análise do perfil protéico, vesículas da MP de células de raízes foram obtidas por fracionamento celular e as proteínas analisadas por eletroforese uni (1D) e bidimensional (2D). Observou-se que a adição de AC (0,005mM) aos AH estimularam a promoção do crescimento das raízes laterais (126 por cento), da área radicular (58 por cento) e do número de raízes laterais (55 por cento) em relação às plantas controle. A atividade da bomba de H+ da membrana plasmática, analisada como marcador bioquímico de indução do mecanismo do crescimento ácido, também foi significativamente estimulada (374 por cento) pela solução húmica suplementada com AC. O perfil protéico da MP revelou uma supressão da expressão das proteínas nesta membrana, induzida pelo tratamento com AH e, na presença de AC, esse efeito foi ainda mais evidente. Os resultados obtidos corroboram o mecanismo proposto para a bioatividade de AH no qual a ação de ácidos orgânicos exudados pelas plantas, tais como o AC, promove o rompimento da associação supramolecular dessas substâncias, tornando as moléculas bioativas presentes nos agregados húmicos mais acessíveis aos receptores celulares das raízes.

The plant growth stimulation by humic acids (HA) has been attributed to a hormone-like effect as promoting the root development and proliferation, resulting in a more efficient water and nutrient absorption. This research aims to investigate how the humic acids isolated from vermicompost (20mg L-1) can modify the root architecture and the plasma membrane (PM) protein patterns in maize roots. It was also analyzed the effect of the citric acid (CA), an organic acid present in root exudates. The changes induced in the corn root system were estimated by measuring the taproot length, the amount of root mitotic sites and lateral roots, and the total root area. Plasma membrane vesicles were purified by cell fractionation and the protein patterns were analyzed by uni (1D) and bidimensional (2D) electrophoresis. The results show that the HA in solution with CA (0.005mM) increases the lateral root growth promotion (126 percent), the root area (58 percent), and the number of lateral roots (55 percent). The activity of the plasma membrane H+ pump, analyzed as a marker of the induction of the acid growth mechanism, was also enhanced (374 percent) by the humic solution supplemented with CA. Expression of several plasma membrane proteins was inhibited when plants were treated with HA and this effect was more pronounced upon CA supplementation. The obtained results corroborate the proposed mechanism for the HA bioactivity, by which under the action of root-exuded organic acids, such as CA, a disruption of the HA macrostructure is promoted releasing bioactive molecules presented in the humic aggregates, which becomes more accessible to the root cell receptors.

Estoques de carbono e nitrogênio em frações da matéria orgânica de solos cultivados com eucalipto nos sistemas convencional e fertirrigado / Stock of carbon and nitrogen in organic matter fractions of soil cultivated with eucalypts in conventional and fertirrigated system

O presente estudo teve o objetivo de avaliar os estoques de C e N nas frações lábeis e estáveis da MOS e da biomassa microbiana em resposta ao cultivo florestal com o uso de fertirrigação quando comparado ao cultivo convencional. Para tanto, duas áreas cultivadas com eucalipto num mesmo solo (Argissolo Amarelo), mas com manejos fertirrigado e convencional foram amostradas nas camadas de 0-10, 10-20, 20-40, 40-60 e 60-100cm de profundidade na linha e entrelinha de cultivo. A amostragem da entrelinha foi justificada pelo enleiramento e enterro de resíduos vegetais provenientes da colheita do cultivo anterior na entrelinha do cultivo atual. No final do ciclo de cultivo do eucalipto (sete anos), a deposição de serapilheira e os estoques de C e N na maioria das frações lábeis e estáveis da MOS foram maiores no sistema fertirrigado, com incremento de 50,34t ha-1 de C total (COT) e 5,62t ha-1 de N total (NT), na camada de 0-100cm de profundidade, em comparação àqueles do sistema convencional. O solo da entrelinha de plantio, principalmente no sistema fertirrigado, apresentou maior estoque de C e N total e C nas frações das substâncias húmicas e na fração leve da MOS que no solo da linha de plantio, possivelmente em virtude da maior deposição e incorporação de resíduos vegetais do ciclo anterior na entrelinha do cultivo atual. A intensificação do manejo de florestas comerciais de eucalipto com o uso de fertirrigação possibilita aumentar a deposição de resíduos vegetais e sequestrar mais C e N, tanto em frações estáveis, quanto em frações mais lábeis da MOS, especialmente nas camadas de solo de até 40cm de profundidade.

The objective of this study was to evaluate the C and N stocks in fractions of labile and more stable SOM fractions in response to intensification of forest cultivation through fertirrigation when compared to conventional stands. To that end, two areas planted with eucalyptus in the same (Ultisol), but with different managements (fertilized and irrigated and conventional system) were sampled in the 0-10, 10-20, 20-40, 40-60 and 60-100cm deep soil layers in line and interrow of the cultivation. The sampling interrow soil was justified by the ridged and burial of plant residues from previous crop cultivation in-between the substrate. At seven years old, eucalypt under fertirrigation increased the litterfall and the C and N stocks in the most labile and stable SOM fractions, leading to greater stocks of C and N in the 0-100 cm deep soil layer. The increments due to fertirrigation observed for total C was 50.34 and for the labile fraction was 5.62t ha-1. The eucalypt interrow soil, especially in the fertirrigated treatment, presented larger stocks of total C and N and also larger C stocks in humic substances and light fraction of SOM possibly due to greater deposition and incorporation of vegetable residues from the previous cycle in the interrow current cultivation. The intensification of water and nutrients usage in short-rotation eucalypt stands is an alternative to increase the deposition of vegetable residues and C sequestration in more stable and labile SOM fractions, especially in the 0-40cm soil layer.

Qualidade da matéria orgânica e distribuição do fósforo no solo de lavouras orgânicas de café Conilon / Organic matter quality and phosphorus distribution in soils under organic Conilon coffee

O cultivo de café orgânico utiliza fontes não solúveis de fósforo e grande quantidade e variedade de material orgânico em seu manejo. Assim, o objetivo do trabalho foi avaliar as frações que compõem a matéria orgânica e distribuição do fósforo no solo de cafeeiros Coffea canephora da cultivar 'Conilon' cultivados sob diferentes sistemas de manejos de produção orgânica. O solo foi coletado na projeção da copa do cafeeiro, na camada de 0 a 20cm. Determinaram-se as características químicas e granulométricas do solo em procedimentos de rotina e as frações de fósforo e da material orgânica. Na maioria das lavouras, o fósforo orgânico constituiu a maior parte do fósforo lábil, e a fração humina constituiu a maior parte da matéria orgânica. Houve maior presença de fósforo inorgânico nos solos das lavouras com maiores concentrações de fósforo total e lábil. O conteúdo total de Pi + Po nos solos avaliados apresentou valores elevados, variando de 426,9 até 910,4mg dm-3 de solo. A fração humina constituiu a maior parte da matéria orgânica. As frações que compõem a distribuição do fósforo no solo apresentaram discrepâncias entre os sistemas de manejos de produção orgânica.

The organic management in coffee uses insoluble phosphorus sources and a large quantity and variety of organic material. Thus, the objective of this research was to evaluate organic matter composition and phosphorus distribution on soils from Coffea canephora cv. 'Conilon' crops, under different organic management production systems. Soil under the coffee tree canopy was collected from 0 to 20cm depth. Chemical and soil texture characteristics were determined by routine analysis as well as phosphorus and organic matter constitution. On the average crops organic phosphorus was the main part of the labile phosphorus and carbon humine. There was a higher content of inorganic phosphorus on soils from the crops with the highest concentrations of total and labile phosphorus. The total content of Pi + Po in the evaluated soils showed high and variation from 426.9 to 910.4mg dm-3 of soil. The humin fraction formed the bulk of organic matter. The fractions that make up the phosphorus distribution in the soil showed discrepanncies between the organic management production systems.

Matéria orgânica em solos desenvolvidos de rochas máficas no nordeste de Roraima / Organic matter in soils developed from mafic rocks, in northeastern Roraima

Solos desenvolvidos de rochas máficas no nordeste de Roraima são cultivados continuamente por populações indígenas em função da boa fertilidade natural. Este trabalho objetivou avaliar as alterações na matéria orgânica do solo por meio do fracionamento das substâncias húmicas, aplicação de análises de CHNS, estudos termogravimétricos e de Ressonância Paramagnética de Elétrons (EPR). Os maiores teores de C foram observados no Chernossolo sob cultivo contínuo. A fração humina foi predominante em todos os solos, tendo seus teores reduzidos em profundidade. No Nitossolo, houve menor relação ácido húmico/fúlvico. No Chernossolo cultivado, a posição no relevo e a incorporação dos restos culturais parece ter contribuído para manter a estabilidade do solo. Nos demais Chernossolos, a natureza química contribuiu para a ciclagem mais eficiente da matéria orgânica. No Chernossolo e nos Cambissolos não cultivados, a matéria orgânica se apresentou menos estável. No Chernossolo sob cultivo, houve aumento da polimerização do ácido húmico. Os solos com horizonte A chernozêmico, não cultivados, comportaram-se mais uniformes quanto à qualidade dos ácidos húmicos.

Soils developed from mafic rocks in Northeastern Roraima are the preferred areas for indigenous shifting cultivation, in view of their high natural fertility. The study was focused on changes in the soil organic matter status, by means of humic substances fractionation, and application of CHNS analyses and termogravimetric studies and EPR. High C values were observed in Chernosol under continuous cultivation. The humin fraction was predominant in all soils, reducing with depth. The Nitosol showed smaller humic/fulvic acids ratio. The Chernosol under cultivation in a more conservative relief, with incorporation of crop residues, there was greater nutrient cycling. In the uncultivated Chernosol and Cambisol the soil organic matter was less stable. In the chernosol under cultivation, increasing polymerisation of humic acids was observed. The virgin soils with chernozemic A horizons were more homogeneous with respect to humic acid quality.

Carbono orgânico nas frações granulométricas e substâncias húmicas de um Latossolo Vermelho Amarelo distrófico - LVAd sob diferentes agrossistemas

This study aimed to assess the total organic carbon content in chemical and granulometric fraction of an Oxisol from four different land use systems. The soil samples were collected in Juruena and Juara, Mato Grosso (Brazil), and prepared for the physical and chemical fractionations. The results indicated that different land use systems caused significative carbon content changing in both humic substances and granulometric fraction. It was observed from the differentiated concentration of humine and free fulvic acids for each system. The distribution of total organic carbon in the granulometric fraction 53 m was higher than fraction > 53 m for all land use, indicating greater presence of organic material in the silt and clay.

No presente estudo foram avaliados os teores de carbono orgânico total nas frações húmicas e granulométricas de um Latossolo Vermelho Amarelo distrófico sob quatro sistemas de uso: Floresta nativa (FL), agrossilvopastoril (SS), agroflorestal (SA) e pastagem (PA), na região norte mato-grossense. As amostras do solo foram coletadas em Juruena e Juara, Mato Grosso e preparadas para posterior fracionamento físico e químico. Os resultados indicaram que os diferentes sistemas de uso do solo influenciaram diretamente na quantidade de carbono orgânico total das frações granulométricas e das substâncias húmicas dos solos. O sistema agrossilvopastoril apresentou pronunciada diferenciação em relação aos demais sistemas estudados, principalmente quanto à concentração de humina e ácidos fúlvicos livres. A distribuição do carbono orgânico total na fração granulométrica fina ( 53 m) foi superior a da fração grosseira (> 53 m) para todos os agrossistemas, indicando maior presença de material orgânico agregado ao silte e argila.

Formação de subprodutos orgânicos halogenados nas operações de pré-oxidação com cloro, ozônio e peroxônio e pós-cloração em água conténdo subtância húmica / Formation of halogenated organic byproducts using preoxidation with chlorine, ozone and peroxone and post-chlorination of water containing humic substances

Dentre os compostos orgânicos halogenados que podem ser encontrados na água distribuída à população, destacam-se: trialometanos, ácidos haloacéticos, haloaldeídos, halocetonas, halofenóis e halopicrinas. O presente trabalho teve como objetivo avaliar o efeito da formação de 22 subprodutos com a utilização dos pré-oxidantes: cloro, ozônio e peroxônio. A formação de subprodutos foi observada em água preparada com adição de substâncias húmicas extraídas de solo turfoso, por meio do uso da pré-oxidação, presença e ausência de coagulação, filtração e pós-cloração. Os subprodutos foram quantificados por cromatografia gasosa com detetor de captura de elétrons. Os resultados obtidos mostraram que o uso de pré-oxidantes alternativos, ozônio e peroxônio, associados à coagulação, filtração e pós-cloração, formam quantidades pequenas de subprodutos.

When chlorine is used as preoxidant, the formation of halogenated organic byproducts found in water treated and distriduted to the population, are: trihalometane, haloacetic acids, haloaldehyde, haloketone, halophenol and halopicrin. This research was performed to evaluate the formation potential of 22 byproducts using the following preoxidants: chlorine, ozone and peroxone. The formation of byproducts was simulated in water prepared with the addition of humic substances extracted from peat soil by the use of preoxidants, coagulation, filtration, and post-chlorination. Byproducts have quantified by gas chromatography with electron capture detector. The results obtained showed that the use of alternative preoxidants, such as ozone and peroxone, associated with coagulation, filtration, and post-chlorination form a low concentration of byproducts.

Optimización deuuna metodología para la extraccón de la humina de un oxisol dee Colombia. fraccionamiento y caracterización fisicoquímica / Optimiation of aa methdology for the humin extraction of an Colombiann oxisol. fractionation and phisicochemical characterzaation / Optimzação de umma metodología para a extração da humina de um oxisol de Colômbia. fracionamento e caracterização fisicoquímica

La Amazonia colombiana es una reserva natural que debe conservarse inalterada, y la materia orgánica es un componente importante del suelo ya que es fuente de nutrientes para la planta. La humina del suelo ha sido poco tenida en cuenta en la sostenibilidad de este ecosistema, a pesar de que desempeña un papel fundamental en la dinámica del suelo, por lo tanto requiere ser estudiada. Los objetivos fueron: evaluar las condiciones experimentales para la extracción y el fraccionamiento de la humina de los horizontes A y BA de un oxisol del Amazonas, en cuanto a la relación sueloextractante, número de extracciones y caracterización de las fracciones obtenidas mediante análisis elemental de C, H y N; relación E4/E6 y análisis térmico diferencial (ATD). Como condiciones óptimas de extracción se encontraron: una relación suelo/extractante 1:40 en la fracción del suelo menor de 50 μm; un tiempo de agitación de una hora, con 4 extracciones sucesivas para el suelo del horizonte A, y una sola para el BA debido al menor contenido de materia orgánica. Se encontraron porcentajes de nitrógeno y un grado de aromaticidad más bajos que los de losácidos húmicos. Sin embargo, al comparar las diferentes fracciones de humina, la humina de insolubilización extraíble y la unida a hierro mostraron mayor grado de aromaticidad y de condensación que la de insolubilización no extraíble. En cuanto al análisis térmico diferencial (ATD) no se presentaron diferencias apreciables, todas las fracciones fueron más estables que los ácidos húmicos, con una zona relativamente plana entre 490 y 600 °C.

The colombian Amazonia is a natural reserve that needs to be conserved without change and organic matter is an important component of the soil for supplying nutrients to plants. The soil humin has been very little taken in to account in this ecosystem, however the humin role is considered to be very important in the soil dynamics, for this reason needs to be evaluated. The objective of this work, is considered the evaluation of the experimental conditions for the extraction and the fractionation of the humin of the A and BA horizons of an Oxisol of the Amazonia zone. This is related to the relation soil-extractant, number of extractions and the characterization of the fractions obtained by means of elemental analysis of C, H and N; E4/E6 relation and thermal differential analysis (TDA). It was found that the optimal conditions of extraction the relation soil-extractant 1:40 in the smaller soil fraction of 50 μm, the shaking time was one hour, with 4 successive extractions for the soil of the horizon A and a single one for the BA horizon, due to the high decrease on the of organic matter content. They were found lower nitrogen percentage and degree of aromaticity, with respect to humic acids. Nevertheless, when comparing the different fractions from humin, the insolubilization extractable humin and the humin bound to iron, showed greater degree of aromaticity and condensation that the insolubilization nonextractable humin. Respect to the thermal differential analysis (TDA), appreciable differences did not appear, all the fractions were more stable than humic acids, with a flat band between 490 °C and 600°C.

A Amazônia colombiana è uma reserva natural que preçisa conservarse sem modificaçao e materia orgânica è un componente importante do solo jà que è uma fonte importante de nutrientes para a planta. A humina do solo tem sido pouco considerada en a mantemiento de esse ecosistema, entre tanto está considerada que desempeña um papel fundamental na dinâmica do solo, por quanto requer ser estudada. Como objetivos planteiam-se, avaliar as condições experimentais para a extração e fracionamento da humina dos horizontes A e BA de umOxisol da amazônia, em quanto á relação solo-extractante, o número das extrações e a caracterização das frações obtidas foi mediante a análise elementar C,HeN; relação E4/E6 e análise térmica diferencial (ATD). Encontraram-se condições ótimas de extração: uma relação solo/extractante 1:40 na fração do solo menor de 50 μm, um tempo de a agitação de uma hora, com 4 extrações sucessivas para o solo do horizonte A e só uma para BA devido ao menor tear da matéria orgânica. Encontraram-se porcentajes de nitrogênio e um grau de aromaticidad mais baixo que os ácidos húmicos. Entretanto, ao comparar-se as diferentes frações de humina, a humina insolúvel extraivel e a ligada ao ferro mostraram um maior grau de aromaticidad e de condensação que a insolúvel não extraivel e a ligada a argila. Em quanto á analíse térmica diferencial (ATD) não apresentaram diferenças apreciáveis, todas as frações foram mais estáveis do que os ácidos húmicos, com um patatar de estabilidade entre 490 °C e 600 °C.