How different soil moisture levels affect the microbial activity / Como diferentes níveis de umidade do solo afetam a atividade microbiana de um solo de terras baixas usado para cultivo do arroz?

The lowland soils are characterized by high susceptibility to water saturation. This anaerobic condition is usually reported in paddy fields and alters the decomposition process of soil organic compounds. The aim of this study was to evaluate the soil microbial and enzymatic activity of a lowland soil at different soil moisture contents. A poorly drained Albaqualf cultivated with irrigated rice was used to evaluate microbial and enzymatic activity in treatments with different levels of soil moisture, being: i) 60% of field capacity (FC) (60%FC); ii) 100% of FC (100%FC); iii) flooded soil with a 2 cm water layer above soil surface, and iv) soil kept at 60%FC with late flood after 29 days the incubation. The greater soil microbial activity was observed in the 100%FC treatment, being 41% greater than 60%FC treatment and only 2% higher than flooded treatment. The enzymatic activity data by fluorescein diacetate (FDA) hydrolysis corroborated the higher CO2 release in treatments with higher soil moisture content. Differently from the results reported, the main methodologies to evaluate microbial activity still recommend maintenance of the soil with a moisture content close to 60% of the FC. However, in lowland soil with history of frequent paddy fields, the maintenance of moisture close to 60% of the FC can limit the microbial activity. The soil respiration technique can be used to evaluate the microbial activity in flooded soil conditions. However, further studies should be conducted to understand the effect of the cultivation history on the microbial community of these environments.(AU)

Os solos de várzea são caracterizados pela alta suscetibilidade à saturação por água. Esta condição anaeróbica é geralmente encontrada em solos arrozeiros e altera o processo de decomposição dos compostos orgânicos do solo. O objetivo deste estudo foi avaliar a atividade microbiana e enzimática de um solo de várzea sob diferentes teores de umidade no solo. Um Planossolo historicamente cultivado com arroz irrigado foi utilizado para avaliar a atividade microbiana e enzimática em tratamentos com diferentes níveis de umidade do solo, sendo: i) 60% de capacidade de campo (CC) (60%CC); ii) 100% da CC (100%CC); iii) solo inundado com uma camada de água de 2 cm acima da superfície do solo; e iv) solo mantido a 60%CC com inundação após 29 dias da incubação. A maior atividade microbiana do solo foi observada no tratamento 100%CC, sendo 41% maior que o tratamento 60%CC e 2% maior que tratamento inundado. Os dados da atividade enzimática pela hidrólise do diacetato de fluoresceína (FDA) corroboraram a maior liberação de CO2 nos tratamentos com maior umidade do solo. Diferentemente dos resultados encontrados, as principais metodologias para avaliação da atividade microbiana ainda recomendam manter o solo com umidade próxima a 60% da CC. No entanto, em solos de várzea com históricos de cultivos de arroz, a manutenção de umidade próxima a 60% da CC pode limitar a atividade microbiana. A técnica de respiração do solo pode ser usada para avaliar a atividade microbiana em condições de solo inundado. No entanto, mais estudos devem ser realizados para entender o efeito do histórico de cultivo na comunidade microbiana nesses ambientes.(AU)

How different soil moisture levels affect the microbial activity / Como diferentes níveis de umidade do solo afetam a atividade microbiana de um solo de terras baixas usado para cultivo do arroz?

ABSTRACT: The lowland soils are characterized by high susceptibility to water saturation. This anaerobic condition is usually reported in paddy fields and alters the decomposition process of soil organic compounds. The aim of this study was to evaluate the soil microbial and enzymatic activity of a lowland soil at different soil moisture contents. A poorly drained Albaqualf cultivated with irrigated rice was used to evaluate microbial and enzymatic activity in treatments with different levels of soil moisture, being: i) 60% of field capacity (FC) (60%FC); ii) 100% of FC (100%FC); iii) flooded soil with a 2 cm water layer above soil surface, and iv) soil kept at 60%FC with late flood after 29 days the incubation. The greater soil microbial activity was observed in the 100%FC treatment, being 41% greater than 60%FC treatment and only 2% higher than flooded treatment. The enzymatic activity data by fluorescein diacetate (FDA) hydrolysis corroborated the higher CO2 release in treatments with higher soil moisture content. Differently from the results reported, the main methodologies to evaluate microbial activity still recommend maintenance of the soil with a moisture content close to 60% of the FC. However, in lowland soil with history of frequent paddy fields, the maintenance of moisture close to 60% of the FC can limit the microbial activity. The soil respiration technique can be used to evaluate the microbial activity in flooded soil conditions. However, further studies should be conducted to understand the effect of the cultivation history on the microbial community of these environments.

RESUMO: Os solos de várzea são caracterizados pela alta suscetibilidade à saturação por água. Esta condição anaeróbica é geralmente encontrada em solos arrozeiros e altera o processo de decomposição dos compostos orgânicos do solo. O objetivo deste estudo foi avaliar a atividade microbiana e enzimática de um solo de várzea sob diferentes teores de umidade no solo. Um Planossolo historicamente cultivado com arroz irrigado foi utilizado para avaliar a atividade microbiana e enzimática em tratamentos com diferentes níveis de umidade do solo, sendo: i) 60% de capacidade de campo (CC) (60%CC); ii) 100% da CC (100%CC); iii) solo inundado com uma camada de água de 2 cm acima da superfície do solo; e iv) solo mantido a 60%CC com inundação após 29 dias da incubação. A maior atividade microbiana do solo foi observada no tratamento 100%CC, sendo 41% maior que o tratamento 60%CC e 2% maior que tratamento inundado. Os dados da atividade enzimática pela hidrólise do diacetato de fluoresceína (FDA) corroboraram a maior liberação de CO2 nos tratamentos com maior umidade do solo. Diferentemente dos resultados encontrados, as principais metodologias para avaliação da atividade microbiana ainda recomendam manter o solo com umidade próxima a 60% da CC. No entanto, em solos de várzea com históricos de cultivos de arroz, a manutenção de umidade próxima a 60% da CC pode limitar a atividade microbiana. A técnica de respiração do solo pode ser usada para avaliar a atividade microbiana em condições de solo inundado. No entanto, mais estudos devem ser realizados para entender o efeito do histórico de cultivo na comunidade microbiana nesses ambientes.

Enzymatic activity of soil under organic and conventional management in the culture of sugar cane in Goiás / Atividade enzimática do solo sob sistema de produção orgânica e convencional na cultura da cana-de-açúcar em Goiás

This work aimed to evaluate the activity of enzymes related with the carbon cycle, P mineralization and total enzymatic activity of soil cultivated with certified organic sugarcane with and without soil tillage, organic sugarcane under certification, conventional sugarcane with and without residue burning and a remaining area of Cerrado in Goiatuba, GO, Brazil. Soil samples were collected in March (summer) and in September (winter) 2009 from 0-10 cm depth for analysis of organic matter, pH, P, granulometry, total enzymatic activity, ?-glucosidase and acid phosphatase. Data were subjected to descriptive and multivariate analyses. The certified organic management of sugarcane without soil tillage had higher levels of ?-glucosidase activity, indicating increased cycling of organic matter in relation to other systems. The highest values of acid phosphatase were observed in the samples collected from the remaining area of Cerrado in the summer, followed by the certified organic management without soil tillage. Lower total enzymatic activity was observed in the management involving residue burning before the crop harvest. The remaining soil of Cerrado, followed by the certified area with organic management of sugarcane without soil tillage presented the best indicators of soil quality.

Objetivou-se avaliar a atividade das enzimas ligadas ao ciclo do carbono, à mineralização do fósforo e atividade enzimática total do solo cultivado com cana-de-açúcar orgânica certificada com e sem revolvimento do solo, orgânica em certificação, convencional com e sem queima da palhada e uma área remanescente de Cerrado no município de Goiatuba, GO, Brasil. Foi realizada coleta de solo em março (período chuvoso) e setembro (período de estiagem) de 2009, na profundidade de 0-10 cm, para análises de matéria orgânica, pH, P, granulometria e atividade enzimática total, ?-glicosidase e fosfatase ácida. Os dados foram submetidos às análises descritiva e multivariada. O sistema de produção orgânico certificado de cana-de-açúcar sem revolvimento do solo apresentou maiores níveis de atividade da ?-glicosidase, indicando maior ciclagem da matéria orgânica em relação aos outros sistemas. Os maiores valores de fosfatase ácida foram observados nas coletas amostradas no período chuvoso na área remanescente de Cerrado, seguido pelo sistema de produção orgânico certificado sem revolvimento do solo. Menor atividade enzimática total foi observada no sistema que utiliza a queima da palhada antes da colheita. O solo remanescente de Cerrado seguido pelo sistema orgânico certificado de cana-de-açúcar sem revolvimento apresentaram os melhores indicadores de qualidade de solo.

Enzymatic activity of soil under organic and conventional management in the culture of sugar cane in Goiás / Atividade enzimática do solo sob sistema de produção orgânica e convencional na cultura da cana-de-açúcar em Goiás

This work aimed to evaluate the activity of enzymes related with the carbon cycle, P mineralization and total enzymatic activity of soil cultivated with certified organic sugarcane with and without soil tillage, organic sugarcane under certification, conventional sugarcane with and without residue burning and a remaining area of Cerrado in Goiatuba, GO, Brazil. Soil samples were collected in March (summer) and in September (winter) 2009 from 0-10 cm depth for analysis of organic matter, pH, P, granulometry, total enzymatic activity, ?-glucosidase and acid phosphatase. Data were subjected to descriptive and multivariate analyses. The certified organic management of sugarcane without soil tillage had higher levels of ?-glucosidase activity, indicating increased cycling of organic matter in relation to other systems. The highest values of acid phosphatase were observed in the samples collected from the remaining area of Cerrado in the summer, followed by the certified organic management without soil tillage. Lower total enzymatic activity was observed in the management involving residue burning before the crop harvest. The remaining soil of Cerrado, followed by the certified area with organic management of sugarcane without soil tillage presented the best indicators of soil quality. 

Objetivou-se avaliar a atividade das enzimas ligadas ao ciclo do carbono, à mineralização do fósforo e atividade enzimática total do solo cultivado com cana-de-açúcar orgânica certificada com e sem revolvimento do solo, orgânica em certificação, convencional com e sem queima da palhada e uma área remanescente de Cerrado no município de Goiatuba, GO, Brasil. Foi realizada coleta de solo em março (período chuvoso) e setembro (período de estiagem) de 2009, na profundidade de 0-10 cm, para análises de matéria orgânica, pH, P, granulometria e atividade enzimática total, ?-glicosidase e fosfatase ácida. Os dados foram submetidos às análises descritiva e multivariada. O sistema de produção orgânico certificado de cana-de-açúcar sem revolvimento do solo apresentou maiores níveis de atividade da ?-glicosidase, indicando maior ciclagem da matéria orgânica em relação aos outros sistemas. Os maiores valores de fosfatase ácida foram observados nas coletas amostradas no período chuvoso na área remanescente de Cerrado, seguido pelo sistema de produção orgânico certificado sem revolvimento do solo. Menor atividade enzimática total foi observada no sistema que utiliza a queima da palhada antes da colheita. O solo remanescente de Cerrado seguido pelo sistema orgânico certificado de cana-de-açúcar sem revolvimento apresentaram os melhores indicadores de qualidade de solo.