Bactérias nativas indutoras de precipitação de minerais de carbonato de cálcio em solos tropicais / Native bacteria which induce calcium carbonate mineral precipitations in tropical soils / Bacterias nativas inductoras de precipitación de minerales de carbonato de calcio en suelos tropicales

As bactérias, consideradas como o grupo de microrganismos de maior abundância e diversidade que habitam os solos, são vitais no processo de bioprecipitação, no qual, estes microrganismos formam precipitados minerais cristalinos ou amorfos, como resultado de suas atividades metabólicas sob certas condições ambientais. Nesta pesquisa foram aplicados os conhecimentos sobre bactérias, para dar solução a alguns problemas da engenharia, estudando a capacidade das bactérias nativas existentes num solo tropical de precipitar minerais de carbonato de cálcio, a partir da adição do meio nutriente. Este nutriente se mostrou ótimo para induzir a bioprecipitação gerando fibras e cristais de carbonato de cálcio, que mudam as propriedades do solo, causando uma maior estabilidade estrutural dos grãos, um melhor desempenho dos agregados e uma menor deformabilidade da massa de solo.

Bacteria, considered as the group of soil microorganisms with the greatest abundance and diversity, are vital for bioprecipitation processes, where these microorganisms form crystalline or amorphous mineral precipitates as result of their metabolic activity under certain environmental conditions. In this investigation, knowledge about bacteria was applied for solving some engineering problems, studying the capacity of native bacteria found in tropical soil for precipitating calcium carbonate after the addition of a nutrient medium. This medium was optimal for inducing bioprecipitation, generating calcium carbonate fibers and crystals which modify soil characteristics, producing a greater structural stability of the grains, better performance of the aggregates, and less deformation of the ground mass.

Las bacterias, consideradas como el grupo de microrganismos de mayor abundancia y diversidad que habitan los suelos, son vitales en el proceso de bioprecipitación, en el cual estos microrganismos forman precipitados minerales cristalinos o amorfos, como resultado de sus actividades metabólicas sobre ciertas condiciones ambientales. En esta investigación, se aplicaron los conocimientos sobre bacterias para dar solución a algunos problemas de ingeniería, estudiando la capacidad de las bacterias nativas existentes en un suelo tropical de precipitar minerales de carbonato de calcio, a partir de la adición de un medio nutriente. Este nutriente resultó óptimo para inducir la bioprecipitación, generando fibras y cristales de carbonato de calcio, que varían las propiedades del suelo causando una mayor estabilidad estructural de los granos, un mejor desempeño de los agregados y una menor deformación en la masa de suelo.

Nitrogen fertilization management in no-tillage maize with different winter crops / Manejo da adubação nitrogenada no milho com diferentes plantas de inverno, sob plantio direto

The nitrogen (N) utilization by maize grown in a no-tillage system is dependent on the quality of the preceding crop residues, which may promote differences in N fertilization efficiency with respect to time. Thus, the purpose of this study was to evaluate the nutritional state, dry matter production and grain yield of maize grown in a clayey soil (Typic Acrustox) under a no-tillage system. The split-plot experimental design was set up in randomized complete blocks with three replications, in which the main plot was treated with different N application strategies and the split-plots were planted with winter crops (soybean and maize). The fertilizer strategies (rate: 120 kg ha-1 of N) used were as follows: (0 ­ 0), (20 ­ 100), (60 ­ 60), (120 ­ 0) and (0 ­ 120), with the first number corresponding to the rate of N (kg ha-1) applied before planting and the second number corresponding to the top dressing rate (V4-5 stage). Nitrogen fertilization raised the N content (in shoots and leaves) and maize yield (in the shoot dry matter and grain). The maize grown after soybean had both greater N concentrations and production (dry matter and grain) relative to the maize grown after maize. Applying 120 kg ha-1 N did not significantly affect the evaluated variables, regardless of the winter crop.

O aproveitamento do N pelo milho cultivado em sistema plantio direto é dependente da qualidade dos resíduos da cultura antecessora, que por sua vez podem promover diferenças na eficiência da adubação nitrogenada em função da época em que esta é realizada. Assim, objetivou-se avaliar o estado nutricional e as produções de massa seca e grãos do milho cultivado em um Latossolo Vermelho eutroférrico argiloso sob plantio direto. Adotou-se o delineamento em blocos casualizados com parcelas subdivididas, com três repetições. As parcelas corresponderam às estratégias de aplicação de N e as subparcelas às culturas de entressafra (soja e milho). As estratégias de adubação (dose: 120 kg ha-1 de N) foram: (0 ­ 0), (20 ­ 100), (60 ­ 60), (120 ­ 0) e (0 ­ 120), onde o primeiro número corresponde à dose de N (kg ha-1) aplicada em pré-semeadura e o segundo à dose aplicada em cobertura (estádio V4-5). A adubação nitrogenada elevou os teores de N na parte aérea e na folha diagnose e, consequentemente, as produtividades de massa seca e grãos de milho. Na ausência da aplicação de N, o milho em sucessão a soja apresentou concentrações superiores de N na parte aérea e na folha diagnose e maiores produtividades de massa seca da parte aérea e de grãos em relação à sucessão milho-milho. Ao se aplicar a dose de 120 kg ha-1 de N, as estratégias de aplicação desse nutriente não influenciaram significativamente as variáveis avaliadas, independentemente da cultura de entressafra.

Microbial diversity of soils on the banks of the Solimões and Negro rivers, state of Amazonas, Brazil

Analysis of bacterial diversity in soils along the banks of the Solimões and Negro rivers, state of Amazonas, Brazil, was by partial sequencing of the genes codifying the rDNA16S region. Diversity of operational taxonomic units (OTU) and of the divergent sequences obtained were applied in comparative analysis of microbiological diversity in the two environments, based on richness estimators and OTU diversity indices. The higher OTU diversity in the Solimões was based on the higher number of parameters that evoke this. The interaction between the nucleotide sequences of bacteria inhabiting the two riverine environments indicated that the two microrganism communities are similar in composition.

Tratabilidade de solos tropicais contaminados por resíduos da indústria de revestimentos cerâmicos / Treatability of tropical soils contaminated by solid wastes from ceramic tile industry

Este trabalho de pesquisa buscou investigar a eficácia da remoção de chumbo (Pb) e zinco (Zn) de uma área contaminada pelo depósito inadequado de resíduos de indústrias de revestimentos cerâmicos do pólo de Santa Gertrudes (São Paulo, Brasil), ocorrido há cerca de trinta anos atrás. Foram avaliados três processos de lixiviação: lavagem com ácido sulfúrico concentrado e por soluções de peróxido de hidrogênio a 30 por cento e de ácido clorídrico 0,1 M. Os resultados obtidos mostraram que o tratamento com peróxido de hidrogênio não removeu Pb e Zn; que a lavagem com ácido sulfúrico concentrado promoveu a redução de 50 por cento dos teores de Zn e a solução de ácido clorídrico 0,1 M reduziu os teores de Pb e Zn em 15 por cento e 10 por cento, respectivamente. O teor remanescente de Zn no solo tratado com ácido sulfúrico concentrado foi de 117 mg/kg e os de Pb e Zn no solo lavado com a solução de ácido clorídrico 0,1 M, de 806 mg/kg e 213 mg/kg, respectivamente, valores estes inferiores aos de intervenção estabelecidos pelo órgão de controle ambiental paulista.

The aim of this research was to evaluate different leaching processes to the removal of lead (Pb) and zinc (Zn) from tropical soil contaminated by inappropriate past deposition of wastes from ceramic tile industries of Santa Gertrudes (São Paulo, Brazil). Three soil washing processes were investigated: with concentrated sulphuric acid, with a 30 percent solution of hydrogen peroxide and with 0.1M solution of hydrochloric acid. The results indicated that the treatment with hydrogen peroxide did not remove Pb and Zn significantly; the washing with concentrated sulphuric acid caused a 50 percent reduction of Zn contents and the 0.1M solution of hydrochloric acid reduced Pb and Zn contents in 15 percent and 10 percent, respectively. The Zn content remaining in the soil processed with concentrated sulphuric acid was 117 mg/kg and the Pb and Zn contents remaining in the soil processed with 0.1M solution of hydrochloric acid were 806 mgPb/kg and 213 mgZn/kg, respectively, values which are lower than intervention ones established by São Paulo State environmental protection agency.

Nitrogen forms, pH and total carbon in a soil incubated with treated sewage effluent

In this study, an experiment under controlled conditions was carried out to determine the effects of secondary-treated sewage effluent (STSE) application on soil nitrogen concentrations (mineral and total), total carbon and soil pH. The soil and STSE used were collected at Lins, São Paulo State, Brazil. A completely randomized design was used, in completed factorial 4x11 (weekly application rates of 0, 100, 150 and 200 mL STSE per kg soil; and, eleven soil incubation periods from 0 to 10 weeks) with four replicates. The STSE was applied simulating common surface irrigation. Seven days after each incubation period, ammonium and nitrate contents were determined. Additionally, pH and total carbon and nitrogen contents were measured in the soil after 10 weeks. STSE application increased the nitrogen content (total and mineral - mainly as nitrate) and soil pH. For the total carbon content no differences were observed.

A colocação dos efluentes de esgotos no solo, apesar de ser uma prática comum em diversos países, como meio de proteger os cursos d’água e fornecer nutrientes aos agrossistemas, tem sido pouco estudada no Brasil. Objetivou-se neste trabalho avaliar, em condições controladas, os efeitos da aplicação de efluente do tratamento secundário de esgoto nas concentrações de nitrogênio (mineral e total), carbono total e no pH do solo. O efluente e o solo foram oriundos de Lins (SP). Foi empregado delineamento experimental inteiramente casualizado, em fatorial completo 4x11 (aplicação semanal de 0, 100, 150 e 200 mL de efluente por kg de solo; e onze períodos de incubação do solo - 0 a 10 semanas), com quatro repetições. O efluente foi aplicado no solo simulando-se a irrigação por superfície. Sete dias após a última irrigação foram determinadas as concentrações de nitrogênio mineral e, para o solo incubado por 10 semanas, também foi determinado o pH e os teores totais de carbono e nitrogênio. O incremento da dose de efluente aumentou as concentrações de nitrogênio (total e mineral - principalmente nitrato) e o pH do solo, mas o teor de carbono total não foi influenciado pelos tratamentos.

Fertilization and cover crop effects on soil nitrogen and plant nutrition in a young guarana plantation / Efeitos da fertilização mineral e da cobertura do solo sobre a dinâmica do Nitrogênio e na nutrição de plantas jovens de guaraná

Fruit tree production is gaining an increasing importance in the central Amazon and elsewhere in the humid tropics, but very little is known about the nutrient dynamics in the soil-plant system. The present study quantified the effects of fertilization and cover cropping with a legume (Pueraria phaseoloides (Roxb.) Benth.) on soil nitrogen (N) dynamics and plant nutrition in a young guarana plantation (Paullinia cupana Kunth. (H.B. and K.) var. sorbilis (Mart.) Ducke) on a highly weathered Xanthic Ferralsol. Large subsoil nitrate (NO3-) accumulation at 0.3-3 m below the guarana plantation indicated N leaching from the topsoil. The NO3- contents to a depth of 2 m were 2.4 times greater between the trees than underneath unfertilized trees (P<0.05). The legume cover crop between the trees increased soil N availability as shown by elevated aerobic N mineralization and lower N immobilization in microbial biomass. The guarana N nutrition and yield did not benefit from the N input by biological fixation of atmospheric N2 by the legume cover (P>0.05). Even without a legume intercrop, large amounts of NO3- were found in the subsoil between unfertilized trees. Subsoil NO3- between the trees could be utilized, however, by fertilized guarana. This can be explained by a more vigorous growth of fertilized trees which had a larger nutrient demand and exploited a larger soil volume. With a legume cover crop, however, more mineral N was available at the topsoil which was leached into the subsoil and consequently accumulated at 0.3-3 m depth. Fertilizer additions of P and K were needed to increase subsoil NO3- use between trees.

A produção de fruteiras está ganhando grande importância na Amazônia Central e em outras partes dos trópicos úmidos mas, muito pouco ainda é conhecido sobre a dinâmica de nutrientes no sistema solo-planta. O presente estudo quantificou os efeitos da fertilização mineral e da cobertura do solo com uma leguminosa (Pueraria phaseoloides (Roxb) Benth.) sobre a dinâmica do N no solo e sobre a nutrição de plantas jovens de guaraná (Paullinia cupana Kunth. (H.B. and K.) var. sorbilis (Mart.) Ducke), em um Latossolo Amarelo muito argiloso. Grande acúmulo de nitrato (NO3-) encontrado na profundidade de 0,3 - 3,0m abaixo do plantio de guaraná é um indicativo da lixiviação de N da camada superficial. Os teores de NO3- na profundidade de 2m era 2,4 vezes maior entre as plantas do que na entrelinha que não recebeu fertilização (P<0,05). A leguminosa de cobertura, entre as plantas de guaraná, aumentou a disponibilidade de N, conforme é indicado pela elevada mineralização aeróbica e baixa imobilização de N na massa microbiana. A nutrição nitrogenada e a produção do guaraná não foram beneficiados pela adição de N, via fixação biológica do N2 da atmosfera pela leguminosa de cobertura (P<0,05). Mesmo sem leguminosa nas entrelinhas de plantio, grandes quantidades de NO3- foram encontradas no subsolo, entre plantas não adubadas. O NO3- do subsolo entre as plantas pode, entretanto, ter sido utilizado pelo guaraná fertilizado. Isso pode ser explicado pelo crescimento mais vigoroso das plantas fertilizadas as quais têm uma grande demanda por nutrientes e exploraram maior volume de solo. Com uma leguminosa de cobertura, contudo, mais N mineral foi disponibilizado na camada superficial, o qual foi lixiviado para o subsolo e, consequentemente, acumulado na camada de 0,3 a 3,0m de profundidade. Adições suplementares de P e K foram necessárias para aumentar a utilização do NO3- entre as plantas.