Arbuscular mycorrhizal fungal communities in an iron mining area and its surroundings: Inoculum potential, density, and diversity of spores related to soil properties / Comunidades de fungos micorrízicos arbusculares em área de mineração e seu entorno: Potencial de inóculo, densidade e diversidade de esporos relacionados a atributos do solo

ABSTRACT Arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) interact symbiotically with most plant species, facilitating revegetation of areas under rehabilitation. The aim of this study was to evaluate the inoculum potential, density, and diversity of AMF spores in five environments, as well as the relation of species with soil properties. Soil samples were collected in five environments in a mining area and its surroundings in the Quadrilátero Ferrífero, Minas Gerais (Brazil): tailings piles in rehabilitation with grass, canga, Cerrado, native forest, and eucalyptus plantation; these samples were subjected to chemical and physical analyses. Spores were directly extracted from field samples and from trap cultures (TCs) established in two locations in the Southeast and South regions of Brazil for taxonomic identification of the species. Species richness, the Shannon diversity index (H'), and equitability were determined. Principal component analysis (PCA) was used to identify soil properties that most influenced AMF occurrence. Spore density showed no significant difference among the environments. A total of 59 AMF species were found. This is the first report of the occurrence of Acaulospora nivalis and Acaulospora alpina in Brazil. Higher H' and species richness in the field were found in tailings piles and lower in canga. Canga showed higher inoculum potential. The development of TCs in two locations allowed a wider diversity of AMF species to be captured. Environments of the Quadrilátero Ferrífero are hotspots of AMF diversity, and the soil pH and exchangeable S and P contents are the properties that best explain the distribution of AMF species.

RESUMO Fungos micorrízicos arbusculares (AMF) interagem simbioticamente com a maioria das espécies de plantas, facilitando a revegetação de áreas sob reabilitação. O objetivo deste trabalho foi de avaliar o potencial de inóculo, densidade e diversidade de esporos de AMF em cinco ambientes, e a relação das espécies com atributos do solo. Amostras de solo foram coletadas em cinco ambientes em área de mineração e seu entorno no Quadrilátero Ferrífero, Minas Gerais (Brasil): pilha de rejeitos em reabilitação com capim, canga, Cerrado, mata nativa e plantação de eucalipto, e submetidas a análises química e física. A extração de esporos direto de amostras de campo e de culturas armadilha (TCs), estabelecidas em dois locais nas regiões Sul e Sudeste do Brasil, foi feita para identificação taxonômica das espécies. Foram determinados riqueza de espécies, índice de diversidade de Shannon (H') e equitabilidade. Análise de componentes principais (PCA) foi utilizada para identificar atributos do solo que mais influenciaram a ocorrência de AMF. A densidade de esporos não diferiu significativamente entre os ambientes. Um total de 59 espécies de AMF foram encontradas, destacando-se o primeiro relato de ocorrência de Acaulospora nivalis e Acaulospora alpina no Brasil. Maiores H' e riqueza de espécies no campo foram encontradas em pilhas de rejeitos e menores em canga, embora canga tenha apresentado maior potencial de inóculo. A condução de TCs em dois locais proporcionou captura de maior diversidade de espécies de AMF. Ambientes do Quadrilátero Ferrífero são hotspots de diversidade de AMF e o pH do solo e teores trocáveis ​​de S e P são os atributos que melhor explicam a distribuição das espécies de AMF.

Arbuscular mycorrhizal fungi and colonization stimulant in cotton and maize / Fungos micorrízicos arbusculares e estimulante da colonização na cultura do algodoeiro e do milho

ABSTRACT: The objective of this study was to evaluate the effects of inoculation with different arbuscular mycorrhizal fungi native to Cerrado, associated with the application of colonization stimulant (7-hydroxy, 4’-methoxy-isoflavone) at the initial growth of cotton and maize plants in a greenhouse. The experiment was carried out in a completely randomized design and 7x2 factorial scheme, with five species of arbuscular mycorrhizal fungi and combined inoculation (uniting all species in equal proportion) and native fungi, in the presence and absence of colonization stimulant in maize and cotton crops. Shoots dry matter (SDM), roots dry matter (RDM), mycorrhizal colonization and accumulation of calcium, zinc and phosphorus in the SDM were evaluated at flowering. Inoculation of arbuscular mycorrhizal fungi and the use of colonization stimulant at low density of arbuscular mycorrhizal fungi propagules was beneficial to plant development. Inoculation with mycorrhizal fungi demonstrated different effects for the various parameters evaluated in cotton and maize, and the application of colonization stimulant promoted higher mycorrhizal colonization and initial growth in cotton, when associated with native AMF, and in corn, when associated with inoculation with Dentiscutata heterogama, Gigaspora margarita and Rhizophagus clarus.

RESUMO: O objetivo deste estudo foi avaliar os efeitos da inoculação com diferentes fungos micorrízicos arbusculares nativos do Cerrado, associados à aplicação de estimulante de colonização (7-hidroxi, 4’-metoxi-isoflavona) no crescimento inicial de plantas de algodão e milho em casa de vegetação. O experimento foi conduzido em delineamento inteiramente casualizado e esquema fatorial 7x2, com cinco espécies de fungos micorrízicos arbusculares e inoculação combinada (unindo todas as espécies em proporção igual) e fungos nativos, na presença e ausência de estimulante de colonização em culturas de milho e algodão. Avaliou-se a massa de matéria seca (SDM), matéria seca de raízes (RDM), colonização micorrízica e acúmulo de cálcio, zinco e fósforo na SDM. A inoculação com fungos micorrízicos arbusculares e o uso de estimulante de colonização em baixa densidade de propágulos de fungos micorrízicos arbusculares foi benéfico para o desenvolvimento da planta. A inoculação com fungos micorrízicos mostrou efeitos diferentes para os vários parâmetros avaliados no algodão e no milho, e a aplicação de estimulante de colonização promoveu maior colonização micorrízica e crescimento inicial no algodão quando associado à fungos micorrízicos arbusculares nativa e no milho quando associado à inoculação com Dentiscutata heterogama, Gigaspora margarita e Rhizophagus clarus.

Management systems and soil use on fractions and stocks of organic carbon and nitrogen total in cerrado latosol / Sistemas de manejo e uso do solo sobre as frações e estoque de carbono e nitrogênio em latossolo de cerrado

Cerrado areas are agricultural frontiers of Brazil, being important to know the dynamics of carbon and nitrogen in agricultural production systems. The objective of this study was to evaluate the effects of management and soil use in fractions and stocks organic carbon and nitrogen in the Cerrado soil. The experiment was conducted in Latosol with four treatments: native Cerrado (CE), no-tillage 18 years (NT), coffee 10 years (CF) and integrated system for agriculture (ISA) three years, evaluating the fractions and stocks of organic carbon and nitrogen in three depths. Soil management systems, at all depths, were not able to recover the organic carbon, nitrogen and their stocks in relation to the Cerrado. In the surface layer there was a decrease in the organic carbon content of 21, 33 and 46% for NT, CF and ISA respectively. Also there was a reduction in the nitrogen content in the surface layer of 33, 36 and 59% for the NT, CF and ISA respectively. Organic carbon varied from 74.3 Mg ha-1 in the CE, 58.8 Mg ha-1 in NT, 56.4 Mg ha-1 in CF and 50.8 Mg ha-1 in ISA. It was concluded that the total organic carbon, nitrogen and its fractions were effective in demonstrating the effects of managements and soil use; that of no-tillage and coffee were not efficient in the recovery of stocks of carbon and nitrogen requiring managements with more carbon input and the integrated production system is still in consolidation process.

Áreas de cerrado são fronteiras agrícolas do Brasil, sendo importante conhecer a dinâmica do carbono e nitrogênio em sistemas de produção agrícola. O objetivo deste estudo foi avaliar os efeitos do manejo e uso do solo em frações e estoques de carbono orgânico e nitrogênio em solo de Cerrado. O experimento foi realizado em Latossolo Vermelho com quatro tratamentos: Cerrado nativo (CE), plantio direto 18 anos (PD), área com café 10 anos (CF) e sistema integrado de produção agropecuária (SIPA) 3 anos avaliando as frações e estoques de carbono orgânico e nitrogênio em três profundidades. Os sistemas de manejo do solo, em todas as profundidades, não foram capazes de recuperar o teor carbono orgânico, nitrogênio e seus estoques em relação ao Cerrado. Na camada superficial houve diminuição no teor de carbono orgânico de 21, 33 e 46% para PD, CF e SIPA, respectivamente. Também verificou-se redução no teor de nitrogênio na camada superficial de 33, 36 e 59% para o PD, CF e SIPA, respectivamente. Os estoques de carbono orgânico variaram de 74,3 Mg ha-1 no CE, 58,8 Mg ha-1 no PD, 56,4 Mg ha-1 no CF e 50,8 Mg ha-1 no SIPA. Conclui-se que o carbono orgânico total, nitrogênio e suas frações foram eficientes para demonstrar os efeitos dos manejos e uso do solo; que os sistemas de PD e CF não foram eficientes na recuperação dos estoques de carbono e nitrogênio necessitando de manejos com maior entrada de carbono e que SIPA ainda esta em processo de consolidação.

Mycorrhization stimulant based in formononetin associated to fungicide and doses of phosphorus in soybean in the cerrado / Estimulante de micorrização a base de formononetina associado à fungicida e doses de fósforo em soja no cerrado

Arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) are obligatory biotrophics, which complicates the feasibility of producing inoculants. Thus, the discovery of substances capable of stimulating mycorrhizal colonization, like the isoflavone formononetin emerges as a promising alternative to explore the benefits of AMF native soil in extensive crops system. The aim of this study was evaluate the application of the isoflavone formononetin (7-hydroxy-4'-methoxy isoflavone) andfungicide via seed in Cerrado soil in no-tillage system and fertilization with two doses of phosphorus in soybean under field and controlled conditions. In the field experiment the treatments were three levels of formononetin (0, 0.5 and 1.0 mg Formononetin seed-1) in the absence and presence of fungicide (Carbendazim + Thiram commercial mix) applied to seeds with two doses of phosphorus (100 % and 33% of the recommended fertilization). The study was conducted until the maturation of soybeans. The greenhouse conditions experiment was implemented with the same treatments used in the field research and the flowering stage of the soybean plant was simulated water stress during 10 days, returning to normal irrigation until to harvest the soybean grain. Applying of formononetin stimulated the increased of mycorrhizal colonization, number of nodules, vegetative growth and soybean production in the greenhouse. In the field research the treatments contributed to attenuate the negative effect of the fungicide Carbendazim + Thiram in soybean reflecting increased soybean production and adequate supply of soil phosphorus besides high density of propagules of natives AMF that contributed to reduce the benefits of stimulating mycorrhizal (formononetin) in this research.

Os fungos micorrízicos arbusculares (FMAs) são biotróficos obrigatórios, o que dificulta a viabilidade da produção de inoculantes. Com a descoberta de substâncias capazes de estimular a colonização micorrízica, o isoflavonóide formononetina surge como uma alternativa promissora para explorar os benefícios dos FMAs nativos do solo em cultivos extensivos. O objetivo do presente estudo foi de avaliar os efeitos das aplicações do isoflavonóide formononetina (7-hydroxy-4'-methoxy isoflavone) e de fungicida nas sementes em solo do Cerrado no sistema de plantio direto com duas doses de fósforo na cultura da soja em campo e em casa de vegetação. No experimento de campo os tratamentos foram três doses de formononetina (0, 0,5 e 1,0 mg de Formononetina semente-1); na ausência e presença de fungicida (Mistura comercial Carbendazim + Thiram) aplicado via semente e duas doses de fósforo (100 % e 33 % da adubação recomendada). O experimento de casa de vegetação foi implantado com os mesmos tratamentos utilizado no estudo em campo e na fase de florescimento das plantas de soja foi simulado um estresse hídrico, por 10 dias, retornando a irrigação normal até a colheita dos grãos. A aplicação de formononetina estimulou aumento da colonização micorrízica, número de nódulos, crescimento vegetativo e a produção de grãos soja em condições de déficit hídrico simulado em casa de vegetação e no no estudo de campo contribui para amenizar o efeito negativo dos fungicidas nas plantas de soja refletindo em aumento da produção da soja.

Atributos indicadores de qualidade em solos de cerrado no entorno do Parque Nacional das Emas, Goiás / Attributes quality indicators in cerrado soils surrounding the Parque Nacional das Emas, state of Goiás, Brazil

A incorporação de áreas nativas aos sistemas produtivos tem provocado alterações em ecossistemas, especialmente em regiões tropicais e, devido ao uso inadequado do solo, tem resultado na rápida perda do carbono orgânico. O objetivo deste estudo foi avaliar o impacto de sistemas de manejo e uso do solo sobre a biomassa e a atividade microbiana, assim como o estoque de carbono orgânico total e suas frações em um Latossolo Vermelho distrófico e um Neossolo Quartzarênico de Cerrado. Os sistemas de manejo e uso no Neossolo Quartzarênico foram: Cerrado nativo, integração lavoura-pecuária, pastagem, plantio direto 1 (soja/braquiária) e plantio direto 2 (milho/braquiária). No Latossolo Vermelho os sistemas foram: Cerrado nativo, integração lavoura-pecuária, plantio convencional, plantio direto 3 (soja/nabo/milho/nabo) e plantio direto 4 (soja/milho/sorgo/soja). Para ambos os solos avaliados, o sistema de integração lavoura-pecuária promoveu melhorias nos teores de carbono da biomassa microbiana e nos estoques de carbono do solo. No Neossolo Quartzarênico, os sistemas de plantio direto não foram capazes de promover incrementos no carbono da biomassa microbiana, na atividade da urease, na hidrólise do diacetato de fluoresceína e no estoque do carbono da fração leve. No Latossolo Vermelho, o sistema de plantio convencional promoveu redução no estoque de carbono orgânico total e no carbono da fração leve livre do solo. Além disso, os sistemas conservacionistas desse solo, apesar de incrementarem o estoque de carbono orgânico do solo, promoveram perdas de carbono da fração leve em relação ao Cerrado nativo.

Incorporation of native areas to production systems induced changes in ecosystems, especially in tropical regions, due to inappropriate land use, resulting in the rapid loss of organic carbon. This study aimed to evaluate impact of soil management and land use on biomass and microbial activity, as well as soil organic carbon and its fractions in an Oxisol and Quartzipsamment in Cerrado. Management and land use systems in Quartzipsamment were native vegetation, crop-livestock integration, pasture, no-till 1 (soybean/Brachiaria) and two no-till 2 (corn/Brachiaria). In Oxisol the systems were native vegetation, crop-livestock integration, conventional tillage, no-till 3 (soybean /radish/corn/radish) and no-till 4 (soybean/ corn/sorghum/soybean). Both soils evaluated, integrated crop-livestock improved the microbial biomass levels and soil carbon pools. In Quartzipsamment, management and land use systems not increased microbial biomass carbon, urease activity, hydrolysis of fluorescein diacetate and the carbon stock of the light fraction. In Oxisol, conventional tillage system decreased soil organic carbon and total carbon in the free light fraction soil. Furthermore, although it increased the organic carbon soil losses, the soil conservation systems enhanced the light fraction carbon in relation to native vegetation.

Atividade da enzima nitrato redutase em milho cultivado sob diferentes níveis de adubação nitrogenada e potássica / Activity of the enzyme reductase nitrate in corn cultivated under different levels of nitrogen and potassium fertilization

Em função de seu uso na alimentação humana e animal e de um elevado potencial produtivo, o milho constitui-se num dos mais importantes cereais cultivados e comercializados no mundo. O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito de diferentes doses de nitrogênio e potássio na atividade da enzima redutase do nitrato na cultura do milho em casa de vegetação. Foram utilizadas cinco doses de nitrogênio (0; 50; 100; 150 e 200kg ha-1) e cinco doses de potássio (0; 40; 80; 120 e 160kg ha-1). A atividade da enzima foi estimada in vivo após as plantas atingirem quatro folhas totalmente desdobradas. Utilizou-se o método baseado no princípio de que a quantidade de nitrito liberada por fragmentos de tecidos vivos num tampão, na presença de uma agente permanente e do substrato, reflete a atividade potencial da enzima. A atividade da enzima nitrato redutase sofreu influência significativa da interação das doses de nitrogênio e potássio, já que a interação N=100kg ha-1 e K=40kg ha-1 proporcionou as melhores médias do experimento. A partir dessa dose, o aumento no fornecimento tanto de nitrogênio quanto de potássio promoveu redução da atividade enzimática.

Because of the use in human feeding, animal, and high productive potential, corn is considered to be one of the most important cultivated and commercialized cereals in the world. The aim of this research was to evaluate the effect of different potassium doses and nitrogen in the activity of the enzyme nitrate reductase in the corn culture in a greenhouse environment. Five dosages of nitrogen (0; 50; 100; 150 and 200kg ha-1) and five potassium dosages (0; 40; 80; 120 and 160kg ha-1) were used. The activity of the nitrate reductase was esteemed, in vivo after the plants reached four leaves totally unfolded. The method that was used is based on the principle of the amount of nitrite liberated by fragments of alive tissue in a buffer in the presence of a permanent agent and substrate, reflects the potential in situ activity of the enzyme nitrate reductase. The activity of the enzyme nitrate reductase suffered significant influence of the f nitrogen and potassium dosage interaction, where the interaction N=100kg ha-1 and K=40kg ha-1 provided the best medium of the experiment. From this dosage on, the increase of nitrogen and potassium supplement caused a reduction of the enzymatic activity.

Qualidade física de neossolo quartzarênico submetido a diferentes sistemas de uso agrícola / Physical quality of quartzarenic neosol submitted to different systems of agricultural use

Apesar da existência de informações descritivas sobre solos arenosos das regiões tropicais, àquelas referentes ao manejo e conservação são escassas. No presente estudo, objetivou-se avaliar as alterações dos atributos físico-hídricos de um Neossolo Quartzarênico Órtico em função do uso e manejo com vistas à definição de sistemas de manejo sustentáveis. O estudo foi conduzido no município de Mineiros, GO, em áreas submetidas a cinco sistemas de uso e manejo do solo, sendo: Pastagem (PAS), Plantio direto de Soja (PDS) e de milho (PDM), Integração agricultura-pecuária (IAP) e cerrado nativo (CER). Coletaram-se cinco amostras por sistema nas camadas de 0 a 10 e 10 a 20 cm no inverno de 2005 e verão de 2006, para avaliação da densidade do solo, micro e macroporosidade e condutividade hidráulica do solo saturado. Os atributos físico-hídricos avaliados não variaram com a época de amostragem. Os valores de microporosidade indicam baixa retenção da água disponível às plantas. O uso agrícola do solo promoveu alterações em todos os atributos avaliados. A macroporosidade do solo foi o atributo mais sensível às alterações estruturais decorrentes do manejo, contudo, sem apresentar valores considerados limitantes ao crescimento das plantas. A redução da condutividade hidráulica do solo saturado em áreas de atividade antrópica comprometeu a qualidade do solo e pode afetar a recarga do lençol freático e aumentar o processo erosivo. A manutenção da cobertura vegetal do solo é considerada medida-chave para exploração agropecuária nessas áreas.

In spite of the existence of descriptive information on sandy soils in tropical areas, information regarding management and conservation is scarce. The present study aimed at evaluating changes in the physical-hydric attributes of Orthic Quartzarenic Neosol resulting from use and management having in view the definition of sustainable management systems. The study was carried out in the municipal district of Mineiros, GO, in areas submitted to five systems of use and management of the soil: pasture (PAS), soybeans under no-till (PDS), corn under no-till (PDM), agriculture-livestock integration (IAP), and native savannah (NSAV). Five samples were collected per area, at the depths of 0-10 and 10-20 cm, in the winter of 2005 and in the summer of 2006, for evaluation of bulk density, micro and macroporosity, and saturated soil hydraulic conductivity. The physical-hydric attributes evaluated did not vary within the sampling period. Microporosity values indicate low retention of the water available to the plants. Agricultural land use of the soil promoted alterations in all the appraised attributes. The macroporosity of the soil was the attribute most sensitive to structural changes resulting from management, but it did not, however, present values considered limiting to plant growth. The reduction of saturated soil hydraulic conductivity in human activity areas endangered the quality of the soil and it can affect the recharge of the water table and increase the erosive process. Maintenance of the soil covering is considered the key measure for agricultural exploration in these areas.

Absorção de fósforo em doze genótipos de milho inoculados com fungo micorrízico arbuscular em solo de cerrado / Phosphorus absorption in twelve corn genotypes inoculated with arbuscular mycorrhizal fungus in cerrado soil

Este trabalho foi realizado com o objetivo de avaliar a eficiência de absorção de fósforo em doze genótipos de milho na presença e na ausência de inoculação com fungo micorrízico arbuscular. Para tanto, foi instalado um experimento em casa de vegetação no Centro de Ciências Agrárias e Biológicas da Universidade Federal de Goiás, em Jataí, Goiás, com delineamento em blocos ao acaso com três repetições em fatorial 12x2x2. Os genótipos foram: AG9010, P30K75, AG8060, P30P70, AG405, P30F33, AG7000, BANDEIRANTE, EMGOPA501, BALU178, DINA657 e 2C599, cultivados sob duas doses de fósforo (10 e 100mg kg-1 de P na solução do solo) na presença ou na ausência de micorrização com Glomus etunicatum. Foi verificada diferença entre os genótipos na produção de matéria seca na raiz, na razão entre matéria seca na raiz e matéria seca na parte aérea, na colonização com fungo micorrízico e na razão fósforo acumulado na parte aérea por matéria seca na raiz. A micorrização alterou a classificação dos genótipos quanto à produção de matéria seca de parte aérea sob baixo P e à resposta ao aumento do suprimento de P.

The aim of this research was to evaluate the efficiency of phosphorus absorvation in twelve corn genotypes. The study was performed in presence and absence of arbuscular mycorrhizal fungus inoculation. The experiment took place at the Agrarian and Biological Center greenhouse, in the Federal University of Goiás, Jataí, Brazil. The genotypes were randomly distributed in blocks with three replicates in a 12x2x2 factorial. The genotypes were AG9010, P30K75, AG8060, P30P70, AG405, P30F33, AG7000, BANDEIRANTES, EMGOPA501, BALU178, DINA657, 2C599, cultivated under two doses of phosphorus (10 and 100mg kg-1 of P in soil solution) in presence or absence of Glomus etunicatum mycorrization. The study verified the difference among genotypes in dry root matter production. The ratio among root dry and shoot dry matter colonized with mycorrizal fungus was observed. Ratio accumulated phosphorus among shoot and dry root matter was also seen. The mycorrization changed classification of genotypes regarding to dry matter shoot production under low P and the response for higher P supply.