Arbuscular mycorrhizal fungi activity in the rhizosphere of tree seedlings subjected to residual herbicides

Abstract Trees occurring on the margins of agricultural areas can mitigate damage from residual herbicides. Rhizospheric microbial activity associated with trees is one of the main remedial capacity indicators. The objective of this study was to evaluate the rhizospheric microbiological activity in tree species subjected to the herbicides atrazine and sulfentrazone via the rhizosphere. The experiment was designed in four blocks and a 6 × 3 factorial scheme. The first factor consisted of six tree species from Brazil and the second of atrazine, sulfentrazone, and water solutions. Four herbicide applications were performed via irrigation. The total dry mass of the plants, mycorrhizal colonization, number of spores, basal respiration of the rhizospheric soil, and survival rate of bioindicator plants after phytoremediation were determined. Trichilia hirta had higher biomass when treated with atrazine and sulfentrazone. Herbicides decreased the microbial activity in Triplaris americana and did not affect the microbiological indicators of Myrsine gardneriana, Schizolobium parahyba, and Toona ciliata. Fewer bioindicator plants survived in soil with Triplaris americana and sulfentrazone. Microbiological indicators were influenced in different ways between species by the presence of herbicides in the rhizosphere.

Resumo As árvores que ocorrem nas margens das áreas agrícolas podem mitigar os danos dos herbicidas residuais. A atividade microbiana rizosférica associada às árvores é um dos principais indicadores de capacidade corretiva. O objetivo deste trabalho foi avaliar a atividade microbiológica rizosférica em espécies arbóreas submetidas aos herbicidas atrazina e sulfentrazone via rizosfera. O experimento foi estruturado em quatro blocos e esquema fatorial 6 × 3. O primeiro fator consistiu em seis espécies de árvores do Brasil e o segundo em soluções de atrazine, sulfentrazone e água. Quatro aplicações de herbicidas foram realizadas via irrigação. Foram determinados a massa seca total das plantas, colonização micorrízica, número de esporos, respiração basal do solo rizosférico e taxa de sobrevivência de plantas bioindicadoras após fitorremediação. Trichilia hirta apresentou maior biomassa quando tratada com atrazina e sulfentrazone. Os herbicidas diminuíram a atividade microbiana em Triplaris americana e não afetaram os indicadores microbiológicos de Myrsine gardneriana, Schizolobium parahyba e Toona ciliata. Menos plantas bioindicadoras sobreviveram no solo com Triplaris americana e sulfentrazone. Os indicadores microbiológicos foram influenciados de formas distintas entre as espécies pela presença dos herbicidas na rizosfera.

Arbuscular mycorrhizal fungi activity in the rhizosphere of tree seedlings subjected to residual herbicides / Atividade de fungos micorrízicos arbusculares na rizosfera de mudas de árvores submetidas a herbicidas residuais

Abstract Trees occurring on the margins of agricultural areas can mitigate damage from residual herbicides. Rhizospheric microbial activity associated with trees is one of the main remedial capacity indicators. The objective of this study was to evaluate the rhizospheric microbiological activity in tree species subjected to the herbicides atrazine and sulfentrazone via the rhizosphere. The experiment was designed in four blocks and a 6 × 3 factorial scheme. The first factor consisted of six tree species from Brazil and the second of atrazine, sulfentrazone, and water solutions. Four herbicide applications were performed via irrigation. The total dry mass of the plants, mycorrhizal colonization, number of spores, basal respiration of the rhizospheric soil, and survival rate of bioindicator plants after phytoremediation were determined. Trichilia hirta had higher biomass when treated with atrazine and sulfentrazone. Herbicides decreased the microbial activity in Triplaris americana and did not affect the microbiological indicators of Myrsine gardneriana, Schizolobium parahyba, and Toona ciliata. Fewer bioindicator plants survived in soil with Triplaris americana and sulfentrazone. Microbiological indicators were influenced in different ways between species by the presence of herbicides in the rhizosphere.

Resumo As árvores que ocorrem nas margens das áreas agrícolas podem mitigar os danos dos herbicidas residuais. A atividade microbiana rizosférica associada às árvores é um dos principais indicadores de capacidade corretiva. O objetivo deste trabalho foi avaliar a atividade microbiológica rizosférica em espécies arbóreas submetidas aos herbicidas atrazina e sulfentrazone via rizosfera. O experimento foi estruturado em quatro blocos e esquema fatorial 6 × 3. O primeiro fator consistiu em seis espécies de árvores do Brasil e o segundo em soluções de atrazine, sulfentrazone e água. Quatro aplicações de herbicidas foram realizadas via irrigação. Foram determinados a massa seca total das plantas, colonização micorrízica, número de esporos, respiração basal do solo rizosférico e taxa de sobrevivência de plantas bioindicadoras após fitorremediação. Trichilia hirta apresentou maior biomassa quando tratada com atrazina e sulfentrazone. Os herbicidas diminuíram a atividade microbiana em Triplaris americana e não afetaram os indicadores microbiológicos de Myrsine gardneriana, Schizolobium parahyba e Toona ciliata. Menos plantas bioindicadoras sobreviveram no solo com Triplaris americana e sulfentrazone. Os indicadores microbiológicos foram influenciados de formas distintas entre as espécies pela presença dos herbicidas na rizosfera.

Arbuscular mycorrhizal fungi activity in the rhizosphere of tree seedlings subjected to residual herbicides / Atividade de fungos micorrízicos arbusculares na rizosfera de mudas de árvores submetidas a herbicidas residuais

Trees occurring on the margins of agricultural areas can mitigate damage from residual herbicides. Rhizospheric microbial activity associated with trees is one of the main remedial capacity indicators. The objective of this study was to evaluate the rhizospheric microbiological activity in tree species subjected to the herbicides atrazine and sulfentrazone via the rhizosphere. The experiment was designed in four blocks and a 6 × 3 factorial scheme. The first factor consisted of six tree species from Brazil and the second of atrazine, sulfentrazone, and water solutions. Four herbicide applications were performed via irrigation. The total dry mass of the plants, mycorrhizal colonization, number of spores, basal respiration of the rhizospheric soil, and survival rate of bioindicator plants after phytoremediation were determined. Trichilia hirta had higher biomass when treated with atrazine and sulfentrazone. Herbicides decreased the microbial activity in Triplaris americana and did not affect the microbiological indicators of Myrsine gardneriana, Schizolobium parahyba, and Toona ciliata. Fewer bioindicator plants survived in soil with Triplaris americana and sulfentrazone. Microbiological indicators were influenced in different ways between species by the presence of herbicides in the rhizosphere.

As árvores que ocorrem nas margens das áreas agrícolas podem mitigar os danos dos herbicidas residuais. A atividade microbiana rizosférica associada às árvores é um dos principais indicadores de capacidade corretiva. O objetivo deste trabalho foi avaliar a atividade microbiológica rizosférica em espécies arbóreas submetidas aos herbicidas atrazina e sulfentrazone via rizosfera. O experimento foi estruturado em quatro blocos e esquema fatorial 6 × 3. O primeiro fator consistiu em seis espécies de árvores do Brasil e o segundo em soluções de atrazine, sulfentrazone e água. Quatro aplicações de herbicidas foram realizadas via irrigação. Foram determinados a massa seca total das plantas, colonização micorrízica, número de esporos, respiração basal do solo rizosférico e taxa de sobrevivência de plantas bioindicadoras após fitorremediação. Trichilia hirta apresentou maior biomassa quando tratada com atrazina e sulfentrazone. Os herbicidas diminuíram a atividade microbiana em Triplaris americana e não afetaram os indicadores microbiológicos de Myrsine gardneriana, Schizolobium parahyba e Toona ciliata. Menos plantas bioindicadoras sobreviveram no solo com Triplaris americana e sulfentrazone. Os indicadores microbiológicos foram influenciados de formas distintas entre as espécies pela presença dos herbicidas na rizosfera.

Microbial activity in soil with onion grown in a no-tillage system with single or intercropped cover crops / Atividade microbiana em solo com cebola cultivada em sistema de plantio direto com plantas de cobertura solteiras ou consorciadas

ABSTRACT: Microbial biomass is a driving force in the dynamics of soil organic matter, and microbial activity is an indicator of soil quality in agroecosystems, reflecting changes in management practices and environmental conditions. We evaluated the effect of monoculture and intercropped winter cover crops on soil chemical attributes, microbial biomass carbon (MBC), basal respiration (BR), metabolic quotient (qCO2), urease, β-glucosidase, and fluorescein diacetate (FDA) hydrolysis activity, as well as onion yield in a no-tillage system. Soil is a Typic Humudept, and treatments were control with spontaneous vegetation, barley, rye, oilseed radish (OR), OR + rye, and OR + barley. The soil was sampled (0-10 cm) five times between June and December. There were no differences among treatments for MBC and BR, and the highest values for those attributes occurred in June, when cover plants were in their initial stage. Although, qCO2 was not affected by any treatment, it varied among sampling periods, ranging from 0.62 to 10 µg C-CO2 mg-1 MBC h-1, indicating a low- or no stress environment. Cover crops had little influence on enzyme activity, but FDA was lowered in areas with single crops of barley and rye. Average onion yield in cover crops treatments was 13.01 (Mg ha-1), 30-40% higher than in the control treatment.

RESUMO: A biomassa microbiana é determinante na dinâmica da matéria orgânica do solo e sua atividade é um indicador de qualidade do solo em agroecossistemas, refletindo mudanças em práticas de manejo e em condições ambientais. Avaliou-se o efeito de culturas de cobertura de inverno, solteiras ou consorciadas, sobre atributos químicos do solo, carbono da biomassa microbiana (CBM), respiração basal (RB), quociente metabólico (qCO2) e atividade das enzimas urease, β-glucosidase e FDA, bem como o rendimento da cebola em um sistema de plantio direto. O solo é um Cambissolo Húmico alumínico, os tratamentos foram testemunha com vegetação espontânea, cevada, centeio, nabo forrageiro (NF), NF + centeio e NF + cevada. Realizaram-se cinco coletas de amostras de solo (0-10 cm) entre junho a dezembro. Não houve diferenças entre os tratamentos para CBM e RB, e os maiores valores para esses atributos ocorreram em junho, quando as plantas de cobertura estavam em seu estágio inicial. Embora o qCO2 não tenha sido afetado por nenhum tratamento, ele variou entre os períodos de amostragem, com valores entre 0,62 e 10 µg de C-CO2 mg-1 MBC h-1, indicando um ambiente de baixo ou nenhum estresse. As culturas de cobertura tiveram pouca influência na atividade enzimática, mas o FDA foi reduzido em áreas com cultivos solteiros de cevada ou centeio. O rendimento médio de cebola nos tratamentos com culturas de cobertura foi de 13,01 (Mg ha-1), mais alto que no tratamento controle.

Soil biomass and microbial activity in soybean crop area under different cover crops and different soil correction systems / Biomassa e atividade microbiana do solo em área de cultivo de soja sob diferentes plantas de cobertura e diferentes sistemas de correção de solo

This study aimed to evaluate soil biomass and microbial activity and soybean yield under different limestone and gypsum doses and different cover crops. The experiment was carried out in the experimental area of the Fundação de Apoio a Pesquisa Agropecuária de Chapadão, on a Dystrophic Red Latosol, using cultivar Desafio. The experiment consisted of a randomized blocks design, in a split-plot factorial scheme (3x4x3), with three replications. Plots consisted of three gypsum doses: control (without gypsum), recommended dose (2.3 Mg ha-1), and double dose (4.6 Mg ha-1). Subplots consisted of four limestone doses (2, 4, and 6 Mg ha-1) and the control (without limestone). Each block had three different cover crops: Brachiaria, Millet, and allow. The values obtained with the test revealed that brachiaria had better basal respiration in the absence of gypsum. Conversely, millet had better basal respiration in with the gypsum dose. Basal respiration, using brachiaria as cover crop, was higher at the dose of 2700 kg ha-1 of limestone. However, for the fallow and the millet, basal respiration was higher when using the highest limestone dose of 6000 kg ha-1. The variable microbial biomass showed differences between cover crops only in the absence of gypsum. Brachiaria and fallow presented the highest mean for microbial biomass. The use of millet as a cover crop together with gypsum doses increased the microbial biomass. The variables mass of 100 grains and grain yield had higher mean at the limestone dose of 6000 kg ha-1 .

O objetivo do trabalho foi avaliar a biomassa e atividade microbiana do solo, e produtividade da soja sob efeito das diferentes doses de calcário e gesso e diferentes coberturas de solo. O experimento foi conduzido na área experimental da Fundação de Apoio a Pesquisa Agropecuária de Chapadão, sob Latossolo Vermelho Distrófico, com a cultivar Desafio. O delineamento experimental utilizado foi em blocos casualizados, em esquema fatorial (3x4x3) de parcelas subdividas, com 3 repetições. As parcelas foram constituídas por 3 quantidades de gesso agrícola, sendo: controle (sem gesso), recomendado (2,3 Mg ha-1) e o dobro (4,6 Mg ha-1), as subparcelas por 4 doses de calcário (2, 4 e 6 Mg ha-1), além do controle (sem calcário), onde cada bloco apresentou 3 coberturas diferentes: Braquiaria, Milheto e Pousio. Os resultados foram submetidos ao teste de Tukey 5%. Com os valores obtidos pudemos observar que a respiração basal foi melhor para braquiária na ausência de gesso, e na presença o milheto se saiu melhor. A respiração basal, utilizando a braquiária como cobertura, foi maior na dose de 2700 kg ha-1 de calcário. Já utilizando o pousio e o milheto foi na maior dose 6000 kg ha-1. A variável biomassa microbiana apresentou diferença entre as coberturas apenas na ausência de gesso, onde a braquiária e o pousio apresentaram as maiores médias para esta variável. A utilização do milheto como cobertura em conjunto com as doses de gesso acarretou aumento da biomassa microbiana. A massa de 100 grãos e a produtividade de grãos apresentaram maior média na dose de 6000 kg ha-1 de calcário.

Response of soil microbiota to nine-year application of swine manure and urea / Resposta da microbiota do solo a nove anos de aplicações de dejetos suínos e ureia

ABSTRACT: Manure fertilization is a common practice, but little is known about its impacts on soil microbial activity and organic matter. Aiming to evaluate soil microbial response to nine years of successive applications of swine manure, organic carbon (TOC), total nitrogen (TN), pH, microbial biomass carbon (MBC), basal respiration (BR), metabolic quotient (qCO2), and enzyme (ß-glucosidase, phosphatase, arylsulphatase, and FDA) activities were measured in the 0-10cm soil layer, in a no-tillage system. Treatments were: control soil without fertilization (C), and application of two doses (104 and 209kg of N ha-1year-1) of urea (U1 and U2), pig slurry (PS1 and PS2) and deep litter (DL1 and DL2). TOC, TN, soil pH, MBC, and BR increased in soil fertilized with DL, and were lower in U treatments. Soils with U and DL application had higher qCO2, related to different sources of stressors like nutrient imbalance. Phosphatase and ß-glucosidase activities were not affected by treatments, increased with time, and had a strong correlation with MBC. We conclude that long-term swine manure applications increase microbial activity and soil organic matter, mainly in DL form; while urea applications have negative impacts on these indicators.

RESUMO: A fertilização com dejetos suínos é uma prática comum, porém, pouco se conhece acerca de seus impactos sobre a atividade microbiana do solo e a matéria orgânica. Com o objetivo de avaliar a resposta da microbiota do solo, após nove anos de aplicações sucessivas de dejetos suínos, foram mensurados o carbono orgânico total (TOC), nitrogênio total (TN), pH, carbono da biomassa microbiana (MBC), respiração basal (BR), quociente metabólico (qCO2) e a atividade enzimática (ß-glucosidase, fosfatase, arilsulfatase, e FDA), avaliações feitas na camada de 0 a 10cm de profundidade em um solo sob plantio direto. Os tratamentos foram: solo controle sem fertilização (C) e aplicação de duas doses (104 e 209kg de N ha-1ano-1) de ureia (U1 e U2), dejeto líquido (PS1 e PS2) e cama sobreposta (DL1 e DL2). O TOC, TN, o pH do solo, MBC e BR incrementaram no solo fertilizado com DL e foram mais baixos nos tratamentos com U. Os solos com aplicação de U e DL apresentaram o maior qCO2, relacionado a diferentes fontes de estresse, como o desbalanço de nutrientes. A atividade da fosfatase e da ß-glucosidase não foi afetada pelos tratamentos, mas incrementou com o tempo e teve uma forte correlação positiva com o MBC. Conclui-se que as aplicações de dejetos suínos em longo prazo incrementaram a atividade microbiana do solo e o teor de matéria orgânica, principalmente quando aplicados na forma de DL, enquanto que as aplicações de U apresentaram impactos negativos sobre esses indicadores.

Remoção de matéria orgânica do esgoto em solo de wetland construído / Removal of organic matter fraction from sewage in constructed wetland soil

RESUMO Nos sistemas wetlands construídos os meios suportes tradicionalmente utilizados são areia grossa, cascalho, pedregulho e brita. Nesta pesquisa, foi utilizado o solo natural (Latossolo Vermelho-Amarelo) misturado com areia média, plantado (wetlands construídos) com arroz irrigado (Oryza sativa L.) ou não (controles). O objetivo foi avaliar a remoção de DBO dos esgotos domésticos pelos processos de imobilização do carbono da biomassa microbiana e da respiração basal (atividade microbiana). Foram utilizados três sistemas operando com taxas de aplicação hidráulica de 4, 8 e 15 cm.d1. Cada sistema apresentava três unidades wetlands construídos e três controles, as quais eram alimentadas com esgotos para tratamento, por fluxo vertical em regime não saturado, nas segundas, quartas e sextas-feiras, ficando os outros dias em descanso para aeração do solo. Os resultados mostraram que os solos foram capazes de reduzir as concentrações de DBO afluentes significativamente, com eficiência de remoção variando entre 97 e 99%. A remoção se deu pela mineralização da matéria orgânica e seu acúmulo no solo. Durante o início da aplicação do esgoto, houve inicialmente uma redução nos teores de matéria orgânica nativa do solo que passaram a aumentar paulatinamente com a aplicação dos esgotos. A atividade dos microrganismos decompositores aumentou proporcionalmente à taxa de aplicação de esgoto, porém taxas elevadas indicaram uma tendência à inibição dessa atividade. Nos solos das unidades controles, houve menores perdas de CO2 para a atmosfera, indicando uma maior imobilização do carbono nos solos.

ABSTRACT On constructed wetlands systems, the support media usually used are coarse sand, gravel, crushed stone and gravel. In this research, we used the natural soil (Oxisol) mixed with medium sand, planted with rice (Oryza sativa L .) and a control without plants. The objective was to evaluate the BOD removal through the immobilization of microbial biomass, basal respiration (microbial activity) and total organic carbon of the soil. We used three systems, operating with hydraulic application rates of 4, 8 e 15 cm.d-1. Each system had three units constructed wetlands and three controls, which were fed with sewage, with vertical flow unsaturated conditions, on Mondays, Wednesdays and Fridays, leaving the system with no feed on the rest of the days, for soil aeration. The results showed the soils were able to reduce significantly the BOD concentration, with removal efficiency ranging between 97 and 99%. The removal was due to the mineralization of organic matter and its accumulation in the soil. During the system start up operation, there was reduction in native soil organic matter, which started to increase gradually by the sewage application. The activity of microbial decomposers increased proportionally to the rate of sewage application, but high rates showed a trend to inhibition of this activity. In soils units controls showed minor loss of CO2 to the atmosphere, indicating a higher carbon immobilization in soils.

Influência da textura do solo na atividade microbiana, decomposição e mineralização do carbono de serapilheira de sítios do bioma cerrado sob condições de incubação / Influence of soil texture on microbial activity, carbon decomposition and mineralization of litter in soils of the brazilian cerrado under incubation

A decomposição e mineralização da serapilheira são processos de fundamental importância no funcionamento do cerrado. Objetivou-se verificar a atividade microbiana e o potencial de decomposição e mineralização da serapilheira de vegetação de cerradão em solos de quatro classes texturais. As amostras foram coletadas na camada de 0- 10 cm de profundidade em quatro sítios de cerrado em solos classificados como Latossolo Amarelo distrófico típico (LAd), Latossolo Vermelho distroférrico típico (LVdf), Neossolo Quartzarênico órtico típico (RQo) e Latossolo Amarelo ácrico típico (LAw), apresentando textura média, muito argilosa, arenosa e muito argilosa, respectivamente. Quantidades de 0, 0,1, 1,0 e 10 % de resíduo de serapilheira foram adicionadas em 100 g de amostras de solo e incubados por 10 dias a 25 oC. No ensaio, foram realizadas as seguintes análises: atividade microbiana (liberação de CO2), carbono orgânico total no início e final do ensaio, atividade de ß-glicosidase e urease. A atividade microbiana aumentou significativamente com adição de 1 e 10% de resíduo da serapilheira em relação ao controle, sendo que adição de 0,1 % não mostrou diferença para o controle. O solo RQo apresentou maior atividade quando adicionado 10% de resíduo de serapilheira em relação aos demais solos. A ordem de mineralização do carbono orgânico foi LVdf > LAw > LAd > RQo, mostrando que os solos de textura muito argilosa apresentaram maior porcentagem de mineralização. A atividade de ß-glicosidase aumentou significativamente com adição de apenas 10% de resíduos de serapilheira em todos os sítios, sendo as maiores atividades observadas no RQo. A atividade de urease não foi alterada com a adição de resíduo de serapilheira. Porém, o LVdf apresentou aumento significativo em relação aos demais sítios estudados, sugerindo que a maior mineralização do carbono em LVdf pode estar relacionada a atividade dessa enzima. Os resultados mostram que a textura do solo pode ter implicações importantes sobre a atividade microbiana, a mineralização e a decomposição do resíduo de serapilheira em sítios do bioma cerrado.

Litter decomposition and mineralization are fundamentally important to Cerrado function. The aim of this study was to compare the soil microbial activity, potential decomposition and mineralization of savanna litter, under laboratory incubation, in soils from four textural classes. Soil samples were collected at a depth of 10 cm from four Cerrado sites and classified as Latossolo Amarelo distrófico típico (LAd), (sandy clay loam); Latossolo Vermelho distroférrico típico (LVdf), (clay); Neossolo Quartzarênico órtico típico (Rqo), (sandy) and Latosso Amarelo ácrico típico (LAw), (clay). Litter was added to 100 g soil at rates of 0, 0.1, 1.0 and 10% and incubated for 10 days at 25 oC. Soil microbial activity (CO2 release), total organic carbon (at the beginning and end of the assay), and ß-glucosidase and urease activity were measured. Relative to the control, soil microbial activity increased significantly with 1 and 10% litter. With 10% litter, microbial activity was higher in soil from RQo than in soils from the other sites. The order of organic carbon mineralization was LVdf > LAw > LAd > RQo, suggesting that clayey soils have higher mineralization rates. At all sites, ß-glucosidase activity increased significantly in response to addition of 10% litter only, and was highest in RQo. Urease activity did not respond to litter addition. However, urease activity in LVdf was significantly higher than in the other soils. The results show that soil texture may have important implications for soil microbial activity and decomposition and mineralization of savanna litter.

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.

Biomassa e atividade microbiana do solo em sistemas de produção olerícola orgânica e convencional / Biomass and soil microbial activity on horticulture organic and conventional crop systems

O cultivo de olerícolas pode ser produzido no sistema convencional utilizando defensivos agrícolas e fertilizantes sintéticos, ou no sistema orgânico, quando não há a utilização de defensivos sintéticos e tem como principal fonte de adubação, resíduos orgânicos. Este trabalho teve como objetivo avaliar a biomassa e a atividade microbiana do solo em sistemas de cultivo orgânico e convencional com suas respectivas áreas de referência. Para isso, foram coletadas amostras de solo em três propriedades agrícolas com sistema de cultivo convencional e outras três com sistema de cultivo orgânico, além de suas respectivas áreas de referência. Foram determinados o carbono e nitrogênio microbiano e total, e a respiração basal após 57 dias de incubação. A maior variação na taxa de respiração basal entre a área de produção e a área de referência foi observada no sistema orgânico. Os teores de nutrientes no solo, carbono e nitrogênio microbianos foram maiores nas áreas de produção do que os encontrados nas áreas de referência.

The horticultural crops can be produced with the conventional system using pesticides and synthetic fertilizers, or organic system where there is no use of synthetic pesticides and its main source of nutrients are organic wastes. This study aimed to assess the biomass and soil microbial activity in organic production systems and conventional with their respective reference areas. In this study, soil samples were sampled in three farms with conventional tillage and three other with organ system, and their respective reference areas. It was determined total carbon and nitrogen and microbial, and microbial activity after 57 days of incubation. The greatest variation in basal respiration rate between the respective production area and reference area was observed in the organic system. The nutrients in the soil microbial carbon and nitrogen were higher in the production areas than those in the reference areas.

Micorrização e atividade microbiana de um solo cultivado com coentro e camomila / Micorrización y actividad microbiana de suelo cultivado con manzanilla y cilantro / Mycorrhization and microbial activity from a soil cultivated with coriander and chamomile

Fungos micorrízicos arbusculares (FMAs), entre outros micro-organismos do solo, desempenham papel fundamental no crescimento de plantas. O objetivo deste trabalho foi avaliar a densidade de esporos e a colonização radicular por FMAs em solos cultivados com coentro (Coriandrum sativum L.) e camomila (Matricaria chamomilla L.), bem como a atividade microbiana do solo medida por meio da respiração basal do solo (RBS) e matéria orgânica do solo (MOS). Foram coletadas quatro amostras de solo e raízes no horto medicinal da Universidade Paranaense, Umuarama-PR e de uma área adjacente de mata nativa. A densidade de esporos de FMAs no solo cultivado com camomila foi três vezes maior (44,2 esporos g?1 solo) do que no solo cultivado com coentro (16,8 esporos g?1 solo) e de mata (9,9 esporos g?1 solo). A colonização radicular por FMAs não diferiu significativamente. O solo da mata apresentou maior atividade microbiana (2,0 mg CO2 kg?1 solo h?1) comparado com os solos cultivados com camomila e coentro (1,56 e 1,13 mg CO2 kg?1 solo h?1, respectivamente). O mesmo comportamento foi observado com a MOS. Conclui-se que o solo cultivado com camomila apresentou maior densidade de esporos de FMAs, comparado com os solos da mata e coentro. A maior atividade microbiana no solo da mata é possivelmente em virtude do maior fornecimento de matéria orgânica e ciclagem do carbono.

The arbuscular mycorrhizal fungi (AMFs), among other soil microbial microrganisms, has a fundamental role in plant growth. The objective of this study is to evaluate the spore density and root colonization by AMFs and microbial activity measuring basal soil respiration (BSR) and soil organic matter (SOM) from soil and root collected from coriander (Coriandrum sativum L.) and chamomile (Matricaria chamomilla L.). Four soil and root samples were collected in a medicinal botanical garden at the Paranaense University, Umuarama ? PR, and soil samples from a nearby forest was used as control. The spore density of AMF in the soil differed significantly among treatments. In the soil under chamomile, the amount of spores found was over three-fold the amount of spores found in relation to forest and soil cultivated with coriander, but soil under coriander and forest did not differ significantly. The assessment of root colonization by AMF was not significantly different among treatments. In soil from the forest, a higher soil microbial activity (2.0 mg CO2 kg?1 solo h?1) was found when compared to soil cultivated with chamomile and coriander (1.56 and 1.13 mg CO2 kg?1 soil h?1, respectively). The same behavior was observed with SOM. It can be concluded that the soil cultivated with chamomile showed higher spore density of AMF compared to coriander and forest. A higher forest soil microbial activity is possibly due to a major input of SOM e carbon cycling.

Hongos micorrízicos arbusculares (HMA) y otros micro-organismos del suelo, desempeñan papel fundamental en el crecimiento de las plantas. El objetivo de este estudio fue evaluar la densidad de esporas y la colonización de las raíces por HMAs en suelos cultivados con cilantro (Coriandrum sativum L.) y manzanilla (Matricaria chamomilla L.), así como la actividad microbiana del suelo medido por medio de la respiración basal del suelo (RBS) y materia orgánica del suelo (MOS). Se colectó cuatro muestras de suelo y raíces en el jardín de plantas medicinales de la Universidad Paranaense, Umuarama - PR, y de una zona adyacente de mata nativa. La densidad de esporas de HMAs en el suelo cultivado con manzanilla fue tres veces mayor (44,2 esporas g-1 de suelo) que en el suelo cultivado con cilantro (16,8 esporas g-1 de suelo) y de mata (9,9 esporas g-1 suelo). La colonización radicular por HMAs no difirió significativamente. El suelo de la mata presentó mayor actividad microbiana (2,0 mg CO2 kg-1 suelo h-1) en comparación con los suelos cultivados con manzanilla y cilantro (1,56 y 1,13 mg CO2 kg-1 suelo h-1, respectivamente). El mismo comportamiento se observó con el MOS. Se concluye que el suelo cultivado con manzanilla presenta mayor densidad de esporas de AMFs, en comparación con los suelos de mata y cilantro. La mayor actividad microbiana en el suelo de mata es posiblemente en virtud de mayor oferta de materia orgánica y el ciclo del carbono.

Potencial de inóculo de fungos micorrízicos arbusculares em solo cultivado com aveia em Umuarama - PR / Infectivity potential of arbuscular my corrhizal fungi in soil cultivated with black oais in Umuarama - PR / Potencial inoculo de hongos micorrizas arbusculares en suelo cultivado con avena en Umuarana - PR

Os fungos micorrízicos arbusculares (FMAs) são importantes para a sobrevivência e desenvolvimento das plantas e podem ser influenciados pelo manejo do solo. O objetivo do estudo foi avaliar os efeitos do cultivo da aveia preta na atividade microbiana do solo por isso da respiração basal do solo (RBS), o teor de matéria orgânica do solo (MOS), a densidade de esporos, colonização radicular e o potencial de inóculo de FMAs em relação à mata ciliar adjacente localizada na Universidade Paranaense – UNIPAR, Campus II – Unidade de Umuarama – PR. O potencial de infectividade do solo por FMAs foi definido a partir do método do número mais provável (NMP). O cultivo de aveia preta diminuiu a RBS em 22% quando comparado com o solo da mata ciliar, provavelmente devido ao maior teor de MOS na mata. A densidade de esporos dos FMAs apresentou diferenças significativas (p < 0,01), variando de 7,74 a 10,53 esporos g–1 em solo na mata ciliar e aveia preta, respectivamente. A colonização radicular por FMAs foi significativamente maior (p < 0,02) na aveia preta (36%) do que na mata ciliar (26%). O potencial de inóculo de FMAs foi maior no solo cultivado com aveia preta (1,09 propágulos g–1 de solo) do que no solo de mata ciliar (0,36 propágulos g–1). O cultivo do solo com aveia preta e baixo pH do solo aumentou a densidade de esporos, colonização radicular e potencial de inoculo de FMAs.

Arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) are important for the survival and development of plants and may be influenced by the soil management. The objective of the study was to evaluate the effects of soil cultivation with black oats on soil microbial activity, basal soil respiration (BSR), soil organic matter (SOM), spore density, root colonization and infectivity potential of AMF in relation to a nearby riparian forest located at Universidade Paranaense, Campus II, Umuarama – PR. The infectivity potential of the soil by AMF was defined by the most probable number method (MPN). Cultivation of black oats decreased BSR by 22% when compared with riparian forest, probably due to high SOM in the riparian forest. Mycorrhizal spore density had significant differences (p < 0.01) between sampled areas, 7.74 to 10.53 spores g–1 of soil cultivated by riparian forest and black oats, respectively. Mycorrhizal root colonization was significantly (p < 0.02) higher in back oats (36%) than in riparian forest (26%). The infectivity potential of the soil by AMF was higher for soil cultivated with black oats (1.09 propagules g–1 of soil) than riparian forest (0.36 propagules g–1 of soil). The soil cultivation with black oats and the low soil pH increased spore density, root colonization and infectivity potential of AMF.

Los hongos micorrizas arbusculares (HMA) son importantes para la supervivencia y desarrollo de las plantas y pueden ser influenciados por el manejo del suelo. El objetivo de este estudio fue evaluar los efectos del cultivo de avena negra en la actividad microbiana del suelo, por respiración basal del suelo (RBS), el contenido de materia orgánica del suelo (MOS), la densidad de esporas, colonización radicular y potencial de inoculo de HMAs en comparación con la mata ciliar adyacente ubicada en la Universidad Paranaense - UNIPAR, Campus II - Unidad Umuarama - PR. El potencial de inefectividad del suelo por HMA se ha definido a partir del método de número más probable (NMP). El cultivo de avena negra disminuyó la RBS en 22% en comparación con el suelo de la mata ciliar, probablemente debido al mayor contenido de MOS en la mata. La densidad de esporas de los HMAs presentó diferencias significativas (p <0,01), variando de 7,74 a 10,53 esporas g-1 en suelo de la mata ciliar y avena negra. La colonización radicular por HMAs fue significativamente mayor (p <0,02) en la avena negra (36%), en comparación con la mata ciliar (26%). El potencial de inoculo de HMAs fue mayor en el suelo cultivado con avena negra (1,09 propágulos g-1 del suelo), en comparación con 0,36 propágulos g-1 del suelo de la mata ciliar. El suelo cultivado con avena negra es bajo en pH, aumentando la densidad de esporas, colonización radicular y potencial de inoculo de HMAs.

Soil microbial biomass in organic farming system / Biomassa microbiana do solo em sistemas orgânicos

Agricultural production systems have to combine management practices in order to sustain soil's profitability and quality. Organic farming is gaining worldwide acceptance and has been expanding at an annual rate of 20 percent in the last decade, accounting for over 24 million hectares worldwide. Organic practices avoid applications of synthetic fertilizers and pesticides, rely on organic inputs and recycling for nutrient supply, and emphasize cropping system design and biological processes for pest management, as defined by organic farming regulation in the world. In comparison with conventional farming, organic farming has potential benefits in improving food quality and safety. Plant production in organic farming mainly depends on nutrient release as a function of mineralization processes in soils. The build-up of a large and active soil microbial biomass is important pool of accessible nutrients, therefore, is an important priority in organic farming. In organic farming, there is positive effect of quantity and quality of inputs of organic residues on soil microbial biomass. In this way, the organic systems are extremely important for the increase of the soil fertility and the maintenance of the environmental sustainability.

A produção agrícola tem de combinar práticas para prover a sustentabilidade do solo. A agricultura orgânica está ganhando aceitação mundial e cresce à taxa anual de 20 por cento na última década, contabilizando mais de 24 milhões de hectares. As práticas orgânicas evitam o uso de fertilizantes sintéticos e pesticidas, enfatiza a aplicação de matéria orgânica, como também a reciclagem de nutrientes e de processos biológicos para manejo de pragas, através das regras dos sistemas orgânicos no mundo. Em comparação com a agricultura convencional, os sistemas orgânicos têm potencial de melhorar a qualidade e a segurança dos alimentos. A produção das plantas no sistema orgânico depende da liberação de nutrientes pelo processo de mineralização microbiana no solo. A construção de uma grande e ativa biomassa microbiana é um importante reservatório de nutrientes disponíveis. Dessa forma, isso é uma prioridade no sistema orgânico. Em sistemas orgânicos, há efeitos positivos da quantidade e da qualidade das fontes de carbono orgânico sobre a biomassa microbiana do solo. Nesse sentido, as práticas do sistema orgânico são extremamente importantes para o aumento da fertilidade do solo e para a manutenção da sustentabilidade ambiental.

Evaluation of pasture soil productivity in the semi-arid zone of Brazil by microbial analyses / Avaliação da produtividade de um solo de pastagem na zona do semi-árido através de análises microbianas

The productivity of a pasture soil (caatinga) located in the region of São João do Cariri, PB, Brazil was evaluated based an the following microbiological parameters: biomass (measured by fumigation-incubation method), activity (estimated from basal respiration and cellulose decomposition rate), qCO2, and Cmic : Corg ratio. This analysis demonstrated that livestock management in the 'caatinga' is probably causing environment damage by affecting the soil properties, reducing the microbial biomass and soil respiration and increasing the qCO2, affecting the recovery of this ecosystem.

A produtividade de um solo de pastagem (caatinga) na região de São João do Cariri, PB, Brasil foi avaliado através dos seguintes parâmetros microbiológicos: biomassa (medidas pelo método de fumigação incubação), atividade (estimada com base na respiração basal e taxa de decomposição de celulose), qCO2 e a razão Cmic : Corg. Estas análises demonstraram que o manejo de rebanhos na caatinga pode causar danos a este ambiente devido a modificações das propriedades do solo como diminuição da biomassa microbiana e da atividade e aumento do qCO2, afetando a recuperação deste ecossistema.

Avaliação de indicadores biológicos de qualidade do solo sob sistemas de cultivo convencional e orgânico de frutas / Evaluation of biological indicators of soil quality under conventional and organic fruit farming system

Objetivou-se com este trabalho avaliar os indicadores biológicos de qualidade do solo sob sistemas de cultivo convencional e orgânico de frutas no estado do Piauí. Amostras de solo foram coletadas na projeção da copa das plantas e nas entrelinhas nas profundidades de 0-10, 10-20 e 20-40 cm em duas áreas: sistema orgânico com acerola (SO), sistema convencional com goiaba (SC). Uma área adjacente com vegetação nativa (AVN) foi utilizada como referencial, sendo coletadas amostras de solo nas mesmas profundidades em toda área. As variáveis analisadas foram a respiração basal, carbono orgânico e microbiano e os quocientes respiratório e microbiano do solo. O maior valor de respiração basal foi observado no solo do SOcopa, na profundidade de 10-20 cm. Os solos amostrados na área de vegetação nativa (AVN) e sob a copa das plantas no sistema de cultivo orgânico (SOcopa) apresentaram teores elevados de Corg na superfície (0-10 cm) e em profundidade (20-40 cm). Em relação ao solo da AVN, houve aumento no carbono da biomassa microbiana (Cmic), nas profundidades de 0-10 cm e 10-20 cm, para o SOcopa e SCcopa. A adoção do sistema orgânico aumentou a atividade microbiana e o conteúdo de carbono orgânico do solo, mostrando benefícios para esse sistema agrícola.

The aim of this paper was to evaluate biological indicators of soil quality under conventional and organic farming systems of fruits in Piauí state. Soil samples were collected in the projection area of plant canopies and in the row at a 0-10, 10-20 and 20-40 cm depths in two areas: organic farming system with "acerola" orchards (SO), conventional farming system with guava orchards (SC). An adjacent area with native vegetation (AVN) was used as referential, being collected soil samples in all area. The variables studied were soil basal respiration, organic and microbial carbon and respiratory and microbial quotients. The higher value of basal respiration was observed in soil of SOcanopies, in 10-20 cm depth. The soils samples collected in the area of native vegetation (AVN) and under the plant canopies in organic system (SOcanopies) showed high organic carbon in the surface (0-10 cm depth) and (20-40 cm depth). Compared with soil of AVN, there was an increase in the carbon of microbial biomass (Cmic), in 0-10 cm and 10-20 cm depth, for SOcanopies and SCcanopies. Organic system increased soil microbial activity and organic carbon content, showing benefits for this farming system.