Exploring the potential of Canavalia ensiformis for phytoremediation of B10 biodiesel-contaminated soil: insights on aromatic compound degradation and soil fertility.

The widespread use of petroleum-based fuels poses a significant environmental problem due to the risks associated with accidental spills. Among the treatments available, phytoremediation is increasingly accepted as an effective and low-cost solution. This study aimed to evaluate the degradation of the aromatic fraction of biodiesel B10 and the soil fertility analysis in artificially contaminated soils treated with phytoremediation. The experimental design consisted of a 3x3 factorial, with three types of soil treatment: control, autoclaved, and planted with C. ensiformis L, and three levels of B10 biodiesel contamination: 0, 1, and 2%, to simulate spills of 30,000 and 60,000 L ha-1. The soil was analyzed at three depths: 0-10, 10-20, and 20-30 cm. The results indicated that aromatic compound degradation after phytoremediation was superior to 92,76% and 88,65% for 1% and 2% B10 soil contamination, respectively. The fuel contamination affected soil fertility, reducing the availability of phosphorus and zinc while increasing the Total Organic Carbon (TOC), pH, and the availability of manganese and iron for plants.

Numerous studies have been carried out on the phytoremediation of soils contaminated with diesel. However, the potential impact of biodiesel-diesel blends on soil fertility has not been fully explored, leading to a critical knowledge gap. This work investigates the novel effects of biodiesel-diesel blends on phytoremediation and soil fertility, allowing us to expand our understanding of the effectiveness of this approach to remediate contaminated sites.

Feasibility of transference of inoculation-related technologies: A case study of evaluation of soybean rhizobial strains under the agro-climatic conditions of Brazil and Mozambique.

The soybean-Bradyrhizobium symbiosis can be very effective in fixing nitrogen and supply nearly all plant's demand on this nutrient, obviating the need for N-fertilizers. Brazil has been investing in research and use of inoculants for soybean for decades and with the expansion of the crop in African countries, the feasibility of transference of biological nitrogen fixation (BNF) technologies between the continents should be investigated. We evaluated the performance of five strains (four Brazilian and one North American) in the 2013/2014 and 2014/2015 crop seasons in Brazil (four sites) and Mozambique (five sites). The experimental areas were located in relatively similar agro-climatic regions and had soybean nodulating rhizobial population ranging from ≪ 10 to 2 × 105 cells g-1 soil. The treatments were: (1) NI, non-inoculated control with no N-fertilizer; (2) NI + N, non-inoculated control with 200 kg of N ha-1; and inoculated with (3) Bradyrhizobium japonicum SEMIA 5079; (4) B. diazoefficiens SEMIA 5080; (5) B. elkanii SEMIA 587; (6) B. elkanii SEMIA 5019; (7) B. diazoefficiens USDA 110; (8) SEMIA 5079 + 5080 (only tested in Brazil). The best inoculation treatments across locations and crop seasons in Brazil were SEMIA 5079 + 5080, SEMIA 5079 and USDA 110, with average grain yield gains of 4-5% in relation to the non-inoculated treatment. SEMIA 5079, SEMIA 5080, SEMIA 5019 and USDA 110 were the best strains in Mozambique, with average 20-29% grain yield gains over the non-inoculated treatment. Moreover, the four best performing strains in Mozambique resulted in similar or better yields than the non-inoculated + N treatment, confirming the BNF as an alternative to N-fertilizers. The results also confirm the feasibility to transfer soybean inoculation technologies between countries, speeding up the establishment of sustainable cropping systems.

Soil aggregation and carbon stabilization in burn and no-burn sugarcane management systems.

Retaining sugarcane straw over the soil after harvesting can improve soil structure and increase soil carbon stabilization, mainly in macroaggregates. We evaluated the carbon content in the aggregate classes in areas under burn and no-burn (adopted for five years) sugarcane management systems, focusing on the superficial layer (0.00-0.20 m). The experiment was carried in an Oxisol and the treatments consisted in burnt sugarcane, manual harvest; burnt sugarcane, mechanized harvest; and no-burn, mechanized harvest. The retention of sugarcane straw on the soil surface is justified by the increase in carbon content and carbon stock in the surface layer (0.00-0.20 m) by restructuring of the soil, even though it cannot match the structure of the soil under native forest. Our results suggest that in no-burn management the carbon not occluded inside aggregates was important to increase carbon stabilization in soil and that more attention should be given to macroaggregates 2.00-8.00 mm present in this management system, that showed higher carbon content and was responsible for increase of the geometric and weight diameter, increasing the erosion resistance in the long term in relation to burn systems.

Isolation, characterization and selection of indigenous Bradyrhizobium strains with outstanding symbiotic performance to increase soybean yields in Mozambique.

Soybean inoculation with effective rhizobial strains makes unnecessary the use of N-fertilizers in the tropics. A frequently reported problem is the failure of the inoculant strains to overcome the competition imposed by indigenous rhizobial populations. The screening of indigenous rhizobia, already adapted to local conditions, searching for highly effective strains for use as inoculants represents a promising strategy in overcoming inoculation failure. The objective of this study was to isolate and characterize indigenous rhizobia and to identify strains that hold potential to be included in inoculant formulations for soybean production, with both promiscuous and non-promiscuous soybean cultivars, in Mozambican agro-climatic conditions. A total of 105 isolates obtained from nodules of promiscuous soybean grown at 15 sites were screened for N2-fixation effectiveness in the greenhouse along with five commercial strains. Eighty-seven isolates confirmed the ability to form effective nodules on soybean and were used for genetic characterization by rep-PCR (BOX) and sequencing of the 16S rRNA gene, and also for symbiotic effectiveness. BOX-PCR fingerprinting revealed remarkable genetic diversity, with 41 clusters formed, considering a similarity level of 65%. The 16S rRNA analysis assigned the isolates to the genera Bradyrhizobium (75%) and Agrobacterium/Rhizobium (25%). Great variability in symbiotic effectiveness was detected among the indigenous rhizobia from Mozambique, with ten isolates performing better than the commercial strain B. diazoefficiens USDA 110, the best reference strain, and 51 isolates with lower performance than all reference strains. Thirteen of the best isolates from the first greenhouse trial were evaluated, along with the five commercial strains, in two promiscuous (TGx 1963-3F and TGx 1835-10E) and one non-promiscuous (BRS 284) soybean cultivars in a second greenhouse trial. In general the promiscous soybeans responded better to inoculation. The 13 isolates were also characterized for tolerance to acidity and alkalinity (pH 3.5 and 9.0, respectively), salinity (0.1, 0.3 and 0.5 mol L-1 of NaCl) and high temperatures (35, 40 and 45 °C) in vitro. Five isolates, three (Moz 4, Moz 19 and Moz 22) belonging to the superclade B. elkanii and two (Moz 27 and Moz 61) assigned to the superclade B. japonicum, consistently showed high symbiotic effectiveness, suggesting that the inoculation with indigenous rhizobia adapted to local conditions represents a possible strategy for increasing soybean yields in Mozambique. Phylogenetic position of the five elite isolates was confirmed by the MLSA with four protein-coding housekeeping genes, dnaK, glnII, gyrB and recA.

Caracterização da solução de solos do Bioma Cerrado sob pastagens / Characterization of the soil solution of brazilian Cerrado soils under pasture

O objetivo deste trabalho foi caracterizar a solução de solos e avaliar a especiação do Al em solos sob pastagens no Bioma Cerrado. Para a coleta das soluções dos solos utilizou-se tubo de PVC com a extremidade inferior acoplada a uma ponta porosa de cerâmica especial. Para quantificar as formas iônicas do alumínio, foram comparadas duas metodologias: método químico do “aluminon” e o método WHAM (modelo geoquímico de especiação). Os solos utilizados no presente estudo foram coletados às margens das rodovias GO – 060 e BR – 154, no trecho entre os municípios de Goiânia, GO e Barra do Garças, MT. Os resultados permitiram concluir que as espécies iônicas de alumínio predominantes variaram em função do tipo de solo, pH e concentração de NO3 - na solução do solo. Verificou-se também que as espécies iônicas mais abundantes foram: Al-M.O., Al3+ e Al(OH)4.

The aim of the present work was to characterize the soils solution and to examine Al's speciation in soilsunder pasture in Brazilian Cerrado region. The soils used in this study were collected in the spacebetween the towns of Goiânia, GO and Barra do Garças, MT, to the margins of GO ­ 060 and BR ­ 154highways. For the collection of soil solutions it was used a special equipment built with a PVC tubewhose inferior extremity was coupled to a porous tip of special ceramic. To quantify the aluminum ionicspecies, two methods were used: chemical method of " aluminon " and the method WHAM (geochemicalspeciation model). The results allowed to conclude that the predominant aluminum ionic species variedin function of soil type, pH and concentration of NO3- in the soil solution. More abundant Al's speciesin the soils were Al-M.O., Al3+ and Al(OH)4- , in this order.

Melhoria da agregação do solo através do sistema plantio direto / Soil particle aggregation improvement through no-tillage system

O objetivo deste trabalho foi verificar os efeitos de sistemas de manejo na melhoria do solo, principalmente quanto aos índices de agregação do solo. Em um Latosolo Vermelho distroférrico muito argiloso, na região oeste do Paraná, foram avaliados os efeitos do plantio direto, com e sem rotação de culturas, e o sistema convencional (uma aração e duas gradagens em comparação com a área de floresta, na capacidade de agregação das partículas do solo. O delineamento experimental foi de blocos ao acaso com três repetições. Os sistemas avaliados foram: 1) sistema plantio direto, incluindo plantas de cobertura e rotação de culturas (PD integral); 2) sistema plantio direto sem rotação de culturas previamente definida (PD tradicional); 3) sistema convencional (uma aração + duas gradagens no momento da implantação das culturas); e uma área de mata, utilizada como referência do estado original do solo. As amostras de solo foram coletadas em todos os tratamentos, e os índices de agregação do solo determinados foram: o diâmetro médio ponderado (DMP), o diâmetro médio geométrico (DMG) e o índice de estabilidade de agregados (IEA). Também os teores de carbono orgânico foram determinados em todos tratamentos. Os maiores valores de carbono orgânico, e também IEA, DMP, DMG foram encontrados na área de floresta, quando comparada aos demais tratamentos. O sistema de plantio direto, incluindo plantas de cobertura e rotação de culturas (PD integral) contribuiu para o aumento dos teores de carbono orgânico do solo, e também para um aumento do IEA, DMP e DMG em ambos locais (Santa Helena e Entre Rios dÆOeste) em ambas profundidades do solo (0 e 10 e 0,10 e 0,20m). Os melhores índices de agregação observada são indicadores de qualidade no manejo desses solos. O sistema convencional provocou a dispersão das partículas de solo, e conseqüente diminuição dos índices de agregação (IEA ), provocando queda nos níveis de matéria orgânica do solo quando comparado aos demais tratamentos.

Evolução de propriedades físicas do solo em função dos sistemas de manejo em culturas anuais / Evolution of physical properties of soils according to tillage system on annual crops

Para assegurar a sustentabilidade do sistema produtivo, o manejo do solo deve manter as propriedades físicas do solo o mais próximo das condições originais em que este se encontrava na natureza. Esta revisão sintetiza os efeitos de três sistemas de manejo de solo (convencional, mínimo e direto) em culturas anuais sobre as propriedades físicas do solo como densidade, porosidade, resistência à penetração, velocidade de infiltração, condutividade hidráulica, compressibilidade, nível de matéria orgânica, tamanho e estabilidade de agregados. O plantio direto apresenta vantagens nos níveis de matéria orgânica, na estabilidade de agregados, na compressibilidade e na condutividade hidráulica, mas tem suas limitações quanto à densidade do solo e resitência à penetração. O preparo mínimo à base de escarificação apresenta-se especialmente eficiente na velocidade de infiltração, na condutividade hidráulica e na resistência à penetração, sendo intermediário entre convencional e direto nos demais aspectos. O preparo convencional, principalmente em condições tropicais, apresenta os indicadores menos favoráveis para propriedades físicas do solo, normalmente mais distante das condições da cobertura vegetal original e, em certas situações, aproximando-se do preparo mínimo e do plantio direto. Nesse particular, os sistemas se aproximam em alguns aspectos das condições naturais, mas não reproduzem as condições das coberturas naturais originais de mata, cerrado ou campos nativos, mesmo que estando na direção da sustentabilidade

Soil management must keep the soil physical properties next to the original conditions in natural systemsto assure the sustainability of agricultural systems. This review synthesizes the effects of conventionaltillage, minimum tillage and no-tillage systems of annual crops, on soil physical properties as bulkdensity, porosity, soil resistance to root penetration, infiltration speed, hydraulic conductivity,compressibility, organic matter level, soil aggregate size and stability. No-tillage presents advantages onorganic matter level, size and stability of aggregates, compressibility and hydraulic conductivity but has limitations on bulk density and resistance to root penetration. Minimum tillage with chisel plow isspecially efficient in relation to infiltration speed and hydraulic conductivity, and intermediate betweenconventional and no-tillage in other aspects. Conventional tillage with total pulverization of soil surface,mainly on tropical conditions, presents the less favorable scores on soil physical properties, close tominimum tillage and no-till only in few circumstances, and frequently the most different from the naturalconditions. The conservation systems by their side, despite of similarities in some aspects with naturalconditions, are not able to reproduce the conditions of natural forests, savannas or natural pastures, butare in the sustainability direction

Populações de oligoquetos (Annelida: Oligochaeta) em um Latossolo Vermelho submetido a sistemas de uso do solo / Population of earthworm (Annelida: Oligochaeta) in a Hapludox under soil used systems

O trabalho teve como objetivo avaliar a dinâmica da população de oligoquetos edáficos em sistemas de manejo agrícola e pecuário, tendo, como referência, uma área sob vegetação nativa. O trabalho foi conduzido no município de Dourados, MS, num solo classificado como Latossolo Vermelho distroférrico típico, sob sistema com preparo convencional (SC), plantio direto (SPD), integração lavoura/pecuária (SILP), pastagem contínua (PC) e sistema natural (SN). As amostragens foram realizadas nas safras de verão e inverno, no período de 2000 a 2003. Os sistemas SPD, SILP e PC favoreceram o desenvolvimento e estabelecimento da população dos oligoquetos edáficos. O sistema natural apresentou uma alta população de oligoquetos edáficos, sendo a grande maioria constituída pelos organismos da família Enchytraeidae. Dentre os sistemas produtivos, o SPD favoreceu a ocorrência dessa família.

Regionalizacão da agricultura do Estado do Paraná, Brasil / Agriculture regionalization of Paraná State, Brazil

Este trabalho apresenta uma caracterizacão da agricultura do estado do Paraná com base em trinta e cinco variáveis extraídas do Censo Agropecuário de 1995/96 e duas variáveis extraídas do Mapa de Aptidão Agrícola das Terras. As mesmas dizem respeito ao acesso à terra, uso da terra, uso de tecnologias químicas e mecânicas, uso de capital, relacões de trabalho, terceirizacão, fertilidade natural dos solos e possibilidade de mecanizacão. A Análise Fatorial com trinta e sete variáveis permitiu descrever os sete fatores principais que explicaram 66,7 por cento da variância. A Análise de Agrupamento dos valores dos sete fatores permitiu classificar dez tipos de municípios, organizados em nove mesorregiões.

Soil erosion determination in a watershed from northern Paraná (Brazil) using 137Cs

O césio-137 introduzido no meio ambiente pelos testes nucleares de superfície é rápido e fortemente adsorvido às partículas finas do solo. Este pode ser usado como um marcador para determinação da redistribuição do solo. Esta metodologia tem sido muito usada nos países desenvolvidos, porém ainda muito pouco difundida no Brasil. O objetivo deste estudo foi a aplicação desta metodologia para determinação de perdas e ganhos de solo em uma bacia no município de Cambe, Paraná. Esta bacia está localizada ao redor das coordenadas 23º16' S e 51º17' O e o solo cultivado com diferentes culturas. Uma amostragem em transectos foi utilizada para avaliar a influência dos diferentes cultivos na erosão do solo. Um ponto em área de floresta foi amostrado e analisado para determinar o inventário de referência de césio-137 depositado pelo "fallout". O valor médio do inventário de referência foi de 292 Bq m-2. O inventário de césio-137 das amostras dos transectos variou de 80 Bq m-2 até 403 Bq m-2. Os pontos amostrados em pastagem e em cultura de soja apresentaram perdas de solo, e os pontos amostrados em plantação de café não apresentaram nem perda nem ganho de solo.