Effectiveness of Arbuscular Mycorrhizal Fungal Isolates from the Land Uses of Amazon Region in Symbiosis with Cowpea

ABSTRACT Arbuscular mycorrhizal fungi provide several ecosystem services, including increase in plant growth and nutrition. The occurrence, richness, and structure of arbuscular mycorrhizal fungi communities are influenced by human activities, which may affect the functional benefits of these components of the soil biota. In this study, 13 arbuscular mycorrhizal fungi isolates originating from soils with different land uses in the Alto Solimões-Amazon region were evaluated regarding their effect on growth, nutrition, and cowpea yield in controlled conditions using two soils. Comparisons with reference isolates and a mixture of isolates were also performed. Fungal isolates exhibited a wide variability associated with colonization, sporulation, production of aboveground biomass, nitrogen and phosphorus uptake, and grain yield, indicating high functional diversity within and among fungal species. A generalized effect of isolates in promoting phosphorus uptake, increase in biomass, and cowpea yield was observed in both soils. The isolates of Glomus were the most efficient and are promising isolates for practical inoculation programs. No relationship was found between the origin of fungal isolate (i.e. land use) and their symbiotic performance in cowpea.

Relação de estratificação como indicador do sequestro de carbono em macroagregados de Latossolo sob plantio direto / Stratification ratio as soil carbon sequestration indicator in macroaggregates of Oxisol under no-tillage

A redução no conteúdo de carbono (C) nas camadas mais profundas do solo indica a estratificação entre a camada superficial e as subsuperficiais, devido à adição contínua de C pelos resíduos culturais na superfície. O objetivo deste trabalho foi avaliar a variação (∆) da relação de estratificação (RE) de carbono como indicadora do sequestro de C total e particulado em macroagregados de dois Latossolos de classes texturais diferentes, manejados em sistema plantio direto. Os ensaios foram desenvolvidos em delineamento inteiramente casualizado com doze repetições. Os fatores analisados foram: (a) dois solos (Latossolo Vermelho Distrófico típico com classe textural franco-argilo-arenosa e Latossolo Vermelho Distrófico típico com classe textural franco-argilosa); (b) duas camadas de amostragem (0-5 e 5-20cm de profundidade); (c) duas épocas de amostragem (E1-outubro de 2007; E2-setembro de 2008). Observou-se relação linear e significativa entre o delta RE com a taxa de sequestro de C total em macroagregados no Latossolo Vermelho com classe textural franco argilo arenosa (R²=0,78**) e franco argilosa (R²=0,81**), indicando ter havido sequestro de C e confirmando ser este um indicador sensível da taxa de sequestro de C no solo em macroagregados.

The decrease in soil organic carbon (SOC) content in deeper layers indicates the occurrence of stratification between the surface layer and subsurface layer of soil due to continuous C addition by crop residues. The objective was to evaluate the change (delta) of stratification (RE) of carbon (C) as an indicator of C sequestration and soil total and particulate soil in macroaggregates of two soils (Typic Hapludox) with different textures, managed in no-tillage system. The tests were developed in completely randomized design twelve repetitions.Analyzed factors were: (a) two soils: Oxisol with medium texture and Oxisol with clay texture, (b) sampling depth: 0-5 and 5-20cm, (c) two sampling times (October 2007-T1, September 2008-T2). The results were submitted to variance analysis by program SISVAR 5.3, using the Tukey test at 5% significance. There was a significant linear relationship between the ∆ RE and carbon sequestration rate total macroaggregates Oxisol with medium texture (R²=0.78**) and Oxisol with clay texture (R²=0.81**) indicating that there was C sequestration confirming to be a sensitive indicator of the rate of C sequestration in soil macroaggregates.

Growth of rice plants in an Acrustox fertilized with silicon and manganese / Adubação do arroz com silício e manganês em um Latossolo Vermelho

The objective of this research was to study the biomass production, plant architecture and Si and Mn uptake in rice plants cultivated in a Acrustox fertilized with silicon and manganese. The experiment was carried out in a greenhouse using a 2x5 factorial (0 and 1000mg dm-3 Si x 0, 4, 12, 16 and 20mg dm-3 Mn) with four replications, in a randomized block design. The application of Si to the soil resulted in a smaller leaf insertion angle, a greater Si content in the leaves and roots and biomass production. Moreover, Si caused the decrease content of Mn in leaves and its increase in roots. With the rising dose of Mn, there was an increase in the content of this element in soil, roots and leaves, regardless of the Si application and reduction in biomass production of rice in the larger doses only when the Si was not added to the soil.

O objetivo deste trabalho foi avaliar a produção de biomassa, a arquitetura da planta e os teores de Si e Mn em plantas de arroz cultivadas em amostras de um Latossolo Vermelho distrófico típico fertilizado com manganês e silício. O experimento foi conduzido em casa de vegetação, em um fatorial 2x5 (0 ou 1000mg dm-3 Si x 0, 4, 12, 16 e 20mg dm-3 Mn), em quatro repetições, em blocos ao acaso. A adição do Si ao solo resultou em menor ângulo de inserção foliar e em maiores teores de Si nas folhas e raízes, como também em maior produção de biomassa. Além disso, houve diminuição nos teores foliares de Mn e aumento em seus teores radiculares. Com o aumento da dose de Mn, houve aumento nos teores deste elemento no solo, nas raízes e nas folhas, independentemente da aplicação do Si, e redução na produção de biomassa do arroz nas maiores doses apenas quando o Si não foi adicionado ao solo.

Geoestatística e atributos do solo em áreas cultivadas com cana-de-açúcar / Geostatistics and soil attributes in area cultivated with sugar cane

Em solos sob cultivo de cana-de-açúcar, o tráfego intenso de máquinas agrícolas pode provocar estado de compactação ao solo. Portanto, o objetivo deste trabalho foi caracterizar a variabilidade espacial de atributos físicos e teor de matéria orgânica de um Latossolo Vermelho eutroférrico gibbsítico (sob Basalto) e Latossolo Vermelho distroférrico caulinítico (sob Arenito) nas profundidades de 0,0-0,2m e 0,2-0,4m, em áreas sob cultivo de cana-de-açúcar. Os solos foram amostrados nos pontos de cruzamento de uma malha, com intervalos regulares de 10m, nas profundidades de 0,0-0,2m e 0,2-0,4m, totalizando 100 pontos para cada área de estudo. Em cada ponto da malha, foram determinados a densidade do solo, a macroporosidade, o teor de matéria orgânica e a resistência do solo à penetração. Os atributos físicos mostram valores de resistência do solo à penetração, da densidade do solo e da macroporosidade acima da média para esses solos. As variáveis em estudo apresentaram um maior alcance e menor coeficiente de variação no LVef em comparação com o LVd, nas profundidades em estudo. Recomenda-se maior número de amostragem para os atributos em estudo no Latossolo Vermelho distrófico e na profundidade de 0,2-0,4m.

The intense traffic of agricultural machines in soils cultivated with sugar cane can cause soil compaction. Therefore, the objective of this research was to characterize the spatial variability of soil physical attributes and content organic matter of a eutroferric Red Latosol gibbisitic (under Basalt) and dystroferric Red Latosol caulinitic (under Sandstone) in the depths of 0.0-0.2m and 0.2-0.4m in areas cultivated with sugar cane. Soils were sampled at the crossing points of a grid at regular intervals of 10m and at depths of 0.0-0.2m and 0.2-0.4m. Bulk density, macroporosity, organic matter content and soil penetration resistance were measured for all sampling points. The physical attributes show values of soil penetration resistance, bulk density and macroporosity above average for these soils. The studied variable presented a larger range and minor variation coefficient in the eutroferric Red Latosol (Oxisol Eutrustox) when compared with the dystroferric Red Latosol (Oxisol Haplustox), in the studied depths. It is recommended a bigger number of samples to study the eutroferric Red Latosol attributes and the depth of 0.2-0.4m.

Variabilidade espacial de atributos químicos e produtividade da cultura do café em duas safras agrícolas / Spatial variability of chemical attributes and coffee productivity in two harvests

O emprego da Agricultura de Precisão pode ser uma das alternativas para o país continuar com a liderança mundial de café, por meio da competitividade nos custos e na qualidade do produto. Objetiva-se com este trabalho, avaliar a variabilidade espacial dos atributos químicos do solo e da produtividade da cultura do cafeeiro em duas safras agrícolas. Amostras de solo foram coletadas na profundidade de 0,0-0,2 m, nos pontos de cruzamento de uma malha com intervalos regulares de 25 m, perfazendo um total de 68 pontos em uma área de 6,2 ha. Os frutos de quatro plantas, em torno dos pontos de cruzamento da malha, foram coletados para o cálculo da produtividade média por planta. A dependência espacial encontrada para os atributos químicos e produtividade da cultura do café, bem como a semelhança de comportamento dos atributos estudados nas diferentes safras, permite inferir que o efeito de bianuidade não interferiu na variabilidade espacial da cultura do café. A grande amplitude nos atributos químicos justifica o estudo da aplicação diferenciada e localizada de fertilizantes na lavoura cafeeira. A regressão linear espacial mostrou comportamento semelhante da variabilidade espacial dos atributos químicos e produtividade da cultura do café nas duas safras estudadas.

Precision agriculture is one of the alternatives that may help maintaining the Brazilian international leadership in coffee production by reducing production costs and increasing competitiveness and product quality. Assessing the spatial variability of soil attributes has a crucial importance for the application of precision agriculture techniques. Therefore, the aim of this work was to evaluate the spatial variability of soil chemical attributes and coffee yield in two agricultural seasons. Soil samples were collected in a depth of 0.0-0.2 m, at the crossing points of a regular grid, comprising a total of 68 points located at 25 m-intervals in an area of 6.2 ha. Fruits of four coffee plants around the soil sampling points were collected and the average yield per plant was calculated. The spatial dependence found for chemical attributes and coffee yield as well as the similar behavior of the attributes studied in the different agricultural seasons indicates that the bi-annuity effect did not intervene with the spatial variability of the crop. The large amplitude found for soil chemical attributes justifies to study the differentiated and localized application of fertilizers in coffee plantations. The spatial linear regression showed a similar spatial variability in both chemical attributes and coffee yield in the two studied seasons.

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.

Efeito residual de calagem micronutrientes em latossolo amarelo sob rotação de culturas

An experiment was conducted during three years on a Central Amazonian Oxisol under a rotation of soybean (1985), rice (1986), cowpea (1987) and cowpea (1988) to evaluate the residual effect of lime and its interaction with micronutrients. The treatments were 0,2, 3 and 5 t/ha of lime, and 2, 3 and 5 t/ha of lime plus micronutrients (5 kg/ha Cu; 7,5 kg/ha Mn; 0,5 kg/ha Mo; 4,5 kg/ha Zn; 2,0 kg/ ha B). During the first two years, the lime application did not affected the soybean (260 to 732 kg/ha) and rice (557 to 919 kg/ha) grain yields, but significant increases in yield were obtained with lime and micronutrients (soja: 1986 to 2357 kg/ha; rice: 1471 to 2133 kg/ha). In the third year, cowpea crop presented a small response to micronutrients, while the last cowpea crop did not present response to the treatments and grain yield was smaller than in the third year. Soil analyses in the first and second crop showed all nutrient concentrations above critical levels, except Cu and Mn whose concentrations were low in the soil. Yields of soybean and rice presented a high positive correlation with Cu and Mn concentration in the soil. It is possible that the lime reduced Cu and Mn availability in the first and second years in the treatments without micronutrients.

O ensaio de campo foi conduzido por um período de três anos, num Latossolo Amarelo da Amazônia Central cultivado com soja (1985), arroz (1986), caupi (1987) e caupi (1988), em rotação, visando estudar o efeito residual da calagem e interação com micronutrientes. Os tratamentos foram 0,2,3 e 5 t/h de calcário calcítico e 2,3 e 5 t/ha de calcário calcítico + micronutrientes (5 kg/ha Cu; 7,5 kg/ha Mn; 0,5 kg/ha Mo; 4,5 kg/ha Zn; 2,0 kg/ha B). Não houve acréscimo significativo na produção de soja e arroz com doses crescentes de calcário: soja variou de 260 a 732 kg/ha e arroz de 557 a 919 kg/ha. No entanto, com calcário + micronutrientes foram obtidos aumentos significativos de produção com relação aos tratamentos só com calagem e à testemunha: soja variou de 1986 a 2357 kg/ha e arroz de 1471 a 2133 kg/ ha. No terceiro ano (caupi) ainda houve uma pequena resposta à aplicação de micronutrientes, enquanto que no quarto ano de cultivo a produção do caupi foi bem menor que a do ano anterior e não houve r-esposta aos tratamentos estudados. A análise do solo nos dois primeiros anos de cultivo mostrou que a maioria dos micronutrientes analisados encontravam-se acima dos níveis críticos; somente o Cu e o Mn apresentaram baixos teores, principalmente nos tratamentos só com calagem. As produções dos dois primeiros cultivos apresentaram alta correlação positiva com os teores de Cu e Mn no solo. possível que nos dois primeiros cultivos a calagem tenha induzido deficiências de Cu e Mn nos tratamentos sem micronutrientes.

Ausência de micorrizas vesículo-arbusculares efetivas em lecythidaceas numa área de floresta primária da amazônia central

Lecythidaceae comprise one of the four most common tree families in the Amazon forest, but there have been few studies of vesicular-arbuscular mycorrhizae in this taxon. In this study roots of 31 species in six genera of Lecythidaceae were collected in a primary forest on an acid oxisol. No vesicular-arbuscular mycorrhizae, as indicated by the presence of vesicles or arbuscules were detected. Only some hyfas were found on some species roots, but not enough for increasing the nutrient absorption from the soil. This indicated that under the edaphic condiction and the time which the samples were collected, these species worked as no mycor-rhizal plants. These informations confirm datas found for other researches, and may be important for exploring more efficiently and by a not predatory way, the species of Lecythidaceae on agroforestry systems in the Amazon.

As Lecythidaceae compreendem uma das quatro famílias de árvores mais abundantes na floresta amazônica, mas foram pouco estudadas no que sc refere à simbiose com fungos micorrízicos dos solos. Foram coletadas raízes de 31 espécies de seis gêneros desta família numa floresta de terra firme da Amazônia Central, próxima a Manaus, sob um latossolo amarelo. Em algumas espécies observou-se uma ausência total de fungos nas raízes, enquanto que em outras, apenas algumas hifas de fungos, mas sem vesículas ou arbúsculos, estruturas que serviriam para confirmar a presença de micorrizas vesículo-arbusculares efetivas nas mesmas. As poucas bifas encontradas não seriam suficientes para aumentar a absorção de nutrientes do solo, indicando que nas condições edáficas e épocas de coletas do presente estudo, as plantas se comportaram como não micorrizicas. Estas informações reforçam dados obtidos por outros autores e podem servir de embasamento para uma exploração mais eficiente e não predatória de espécies desta família em sistemas agroflorestais na Amazônia.

DESTINO DE FERTILIZANTES NITROGENADOS (15N) EM UM LATOSSOLO AMARELO CULTIVADO COM FEIJÃO CAUPI (Vigna unguiculata L.)

The objective of this study was to evaluate the fate of two different forms of 15N-labeled nitrogen fertilizers in an Oxisol of Central Amazonia on a cowpea crop (Vigna unguiculata L.). There was no effect on yield from the application of 30 kg N/ha. The nitrogen balance at the end of the period indicated that 23 and 25% of nitrogen applied as ammonium sulphate and urea,respectively, was storoged in the grains; 35% of nitrogen derived from ammonium sulphate and 39% from urea was found in the 0-30 cm soil layer. The losses were 36% with urea and 42% with ammonium sulphate. About 15% of nitrogen fertilizer were recovered in the soil profile below the plow layer (0-30 cm), indicating that the losses were partially due to leaching and to other losses not quantified in this study.

O trabalho foi realizado com o objetivo de estudar o destino de duas formas de fertilizantes nitrogenados enriquecidos com 15N em um latossolo amarelo da Amazônia Central, cultivado com feijão caupi (Vigna unguiculata L.). A aplicação de 30 kg/ha de não mostrou efeito significativo na produção. O balanço do nitrogênio aplicado no final do período da cultura mostrou que a remoção do dos fertilizantes pelos grãos foi, respectivamente, 23 e 25%, com aplicação de sulfato de amônio e uréia; 35% do do sulfato de amônio e 39% da uréia, permaneceram no solo na camada de 0-30 cm. As perdas variaram de 36 a 42% para uréia e sulfato de amônio, respectivamente. Aproximadamente 15% do dos fertilizantes, foi determinado nos horizontes mais profundos, indicando que as perdas de nesse solo são provavelmente devidas à lixiviação e a outros processos não determinados neste trabalho.