Biossólido no estabelecimento de espécies herbáceas e nos atributos químicos e microbiológicos em solo impactado pela mineração de carvão / Biosolids in the establishment of herbaceous species and in chemical and microbiological attributes in soil impacted by coal mining

RESUMO O presente estudo tem como objetivo avaliar o efeito da aplicação de diferentes concentrações de biossólido de lodo de esgoto, submetido a tratamento térmico, no estabelecimento de espécies herbáceas (aveia preta, ervilhaca e azevém) e nos atributos químicos e microbiológicos de um solo degradado pela mineração de carvão. O experimento foi instalado em área degradada pela mineração de carvão, localizada no munícipio de Treviso (SC), sendo os tratamentos compostos pelas concentrações de 0, 6,25, 100, 250 e 500 Mg ha-1 de biossólido, em parcelas de 2×2 m. Foram cultivadas espécies de aveia preta, ervilhaca e azevém de maneira consorciada, avaliando-se os parâmetros das plantas e os atributos químicos do solo nas profundidades 0-5, 5-10 e 10-20 cm. O biossólido proporcionou a elevação do pH do solo e o aumento dos teores disponíveis de P, K e carbono orgânico total e não influenciou na colonização micorrízica, na respiração basal do solo e na nodulação radicular. O uso do resíduo biossólido como substrato em áreas degradadas é uma alternativa para sua disposição final pela economia ao utilizá-lo como fertilizante, além dos benefícios ambientais, associados ao seu uso.

ABSTRACT This study aims to evaluate the effects of different concentrations of sewage sludge biosolid concentrations, submitted to thermal treatment, in the establishment of herbaceous species (black oats, vetches, and ryegrass) and in the chemical and microbiological attributes of a soil degraded by coal mining. The experiment was installed in an area degraded by coal mining, in Treviso/SC, with treatments composed of concentrations of 0; 6.25; 100; 250; and 500 Mg ha-1 of biosolids, in 2×2 m plots. Species of black oat, vetch, and ryegrass were grown in a consortium manner, evaluating the plant parameters and chemical attributes of the soil at depths 0-5, 5-10, and 10-20 cm. The biosolids provided improvements in soil fertility, such as pH elevation, increased levels available of P, K, and total organic carbon, in addition to not influencing mycorrhizal colonization, basal soil respiration, and root nodulation. The use of biosolid waste as a substrate in degraded areas is an alternative to its final disposal due to the economy when using it as a fertilizer, in addition to the environmental benefits associated with its use.

Screening of polyketide genes from Brazilian Atlantic Forest soil / Evaluación de genes biosintéticos de policétidos provenientes de suelo de la selva atlántica brasileñae / Avaliação de genes biossintéticos de policetídeos provenientes do solo da Mata Atlântica Brasileira

Abstract Soil is a large source of microorganisms with potential to produce bioactive compounds. Since most of them cannot be cultured, metagenomics has become a useful tool in order to evaluate this potential. The aim of this study was to screen biosynthetic polyketide genes (PKS) present in a metagenomic library constructed from a soil sample isolated from the Brazilian Atlantic Forest. The library comprises 5000 clones with DNA inserts between 40 and 50 Kb. The characterization of the biosynthetic gene clusters of these molecules is a promising alternative to elucidate the biotechnological potential of bioactive compounds in microbial communities. The PKS genes were screened using degenerated primers. The positive clones for PKS systems were isolated, and their nucleotide sequences analysed with bioinformatics tools. The screening yielded two positive clones for PKS II genes. Furthermore, variations in the sequences of the PKS II genes from the metagenomic library were observed when compared with sequences of ketosynthases' databases. With these findings we gain insight into the possible relation between new biosynthetic genes and the production of new secondary metabolites.

Resumen El suelo es una fuente importante de microrganismos con potencial para producir compuestos bioactivos. Dado que la gran mayoría de estos microorganismos no puede cultivarse, la metagenómica se ha convertido en una herramienta útil para evaluar dicho potencial. El objetivo del presente estudio fue evaluar los genes biosintéticos de policétidos (PKS) presentes en una biblioteca metagenómica construida a partir de una muestra de suelo aislada de la selva atlántica brasileña. La biblioteca comprende 5000 clones con insertos de DNA entre 40 y 50 Kb. La caracterización de clústeres de genes biosintéticos de estas moléculas es una alternativa promisoria para elucidar el potencial biotecnológico de los compuestos bioactivos en comunidades microbianas. Los genes biosintéticos de PKS se evaluaron usando cebadores degenerados. Se aislaron los clones positivos para sistemas PKS y sus secuencias de nucleótidos se analizaron con herramientas bioinformáticas. La evaluación arrojó dos clones positivos para genes de PKS II. Además, se observaron variaciones en las secuencias de genes de PKS II de la biblioteca metagenómica cuando se compararon con las secuencias de las bases de datos de cetosintasas. Estos hallazgos proporcionan nueva información sobre la posible relación entre nuevos genes biosintéticos y la producción de nuevos metabolitos secundarios.

Resumo O solo é uma fonte de importante de microrganismos com potencial para produzir compostos bioativos. Considerando que a maioria destes microrganismos não se pode cultivar, a metagenômica tem se convertido em uma ferramenta útil para avaliar este potencial. O objetivo deste estudo foi avaliar os genes biossintéticos de policetídeos (PKS) presentes em uma biblioteca metagenômica construída a partir de uma amostra de solo isolada da Mata Atlântica brasileira. A biblioteca compreende 5000 clones com insertos de DNA entre 40 e 50 Kb. A caracterização de clusters de genes biossintéticos destas moléculas é uma alternativa promissora para elucidar o potencial biotecnológico de compostos bioativos em comunidades microbianas. Os genes PKS foram avaliados usando primers degenerados. Os clones positivos para sistemas PKS foram isolados e suas sequências de nucleotídeos foram analisadas com ferramentas de bioinformática. A avaliação forneceu dois clones positivos para genes PKS II. Além disso, variações nas sequências dos genes PKS II da biblioteca metagenômica foram observadas quando comparadas com sequências da base de dados de cetosintases. Com estas descobertas obtivemos uma visão sobre uma possível relação entre novos genes biossintéticos e a produção de novos metabólitos secundários.

Diversidade de fungos micorrízicos arbusculares em pomar orgânico no semiárido cearense / Diversity of arbuscular mycorrhizal fungi in an organic orchard of semi-arid land of Ceará, Brazil

Os fungos micorrízicos arbusculares (FMA) são microrganismos chave na manutenção da biodiversidade de plantas em agroecossistemas e há o interesse no conhecimento sobre alterações nas propriedades microbiológicas do solo rizosférico pela sua relevância do ponto de vista prático e ecológico. Neste trabalho, objetivou-se avaliar a ocorrência de FMA na rizosfera de fruteiras em formação, sob o manejo orgânico, e compará-la com área de vegetação nativa no semiárido cearense. Amostras de solo foram coletadas da camada de 0-10cm em junho, setembro e dezembro de 2010 em áreas distintas nas linhas de plantio de fruteiras irrigadas. As amostras de solo foram submetidas a análises, em que quantificou-se o número de esporos e diversidade de FMA. A dominância de esporos do gênero Glomus foi confirmada na rizosfera das fruteiras e no solo sem interferência de plantas ou sob vegetação natural.(AU)

The arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) are keyorganisms for maintenance of plant biodiversity in agroecosystems. There is an increasing interest in changes of the microbiological properties in the rhizosphere by its practical and environmental relevance. This research aimed to evaluate the occurrence of AMF in the establishment of fruits under organic management, and to compare them with an area of native vegetation in semiarid Ceará. Soil samples were collected from 0-10cm layer in June, September and December 2010 in different areas. Number of spores, and diversity of AMF were quantified. The dominance of Glomus spores was confirmed in all the areas.(AU)

Diversidade de fungos micorrízicos arbusculares em pomar orgânico no semiárido cearense / Diversity of arbuscular mycorrhizal fungi in an organic orchard of semi-arid land of Ceará, Brazil

The arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) are key-organisms for maintenance of plant biodiversity in agroecosystems. There is an increasing interest in changes of the microbiological properties in the rhizosphere by its practical and environmental relevance. This research aimed to evaluate the occurrence of AMF in the establishment of fruits under organic management, and to compare them with an area of ​​native vegetation in semiarid Ceará. Soil samples were collected from 0-10cm layer in June, September and December 2010 in different areas. Number of spores, and diversity of AMF were quantified. The dominance of Glomus spores was confirmed in all the areas.

Os fungos micorrízicos arbusculares (FMA) são microrganismos chave na manutenção da biodiversidade de plantas em agroecossistemas e há o interesse no conhecimento sobre alterações nas propriedades microbiológicas do solo rizosférico pela sua relevância do ponto de vista prático e ecológico. Neste trabalho, objetivou-se avaliar a ocorrência de FMA na rizosfera de fruteiras em formação, sob o manejo orgânico, e compará-la com área de vegetação nativa no semiárido cearense. Amostras de solo foram coletadas da camada de 0-10cm em junho, setembro e dezembro de 2010 em áreas distintas nas linhas de plantio de fruteiras irrigadas. As amostras de solo foram submetidas a análises, em que quantificou-se o número de esporos e diversidade de FMA. A dominância de esporos do gênero Glomus foi confirmada na rizosfera das fruteiras e no solo sem interferência de plantas ou sob vegetação natural.

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.

Transformação genética e aplicação de glifosato na microbiota do solo, fixação biológica de nitrogênio, qualidade e segurança de grãos de soja geneticamente modificada / Genetic transformation and the use glyphosate on soil microbial, biological nitrogen fixation, quality and safety of genetically modified soybean

A soja geneticamente modificada resistente ao herbicida glifosato (GM RR) é o principal produto da biotecnologia vegetal, considerando-se a evolução da área cultivada e o consumo desse grão. Os Estados Unidos, a Argentina e o Brasil são os maiores produtores de soja GM RR. A liberação para cultivo da soja GM RR no Brasil foi efetivada com base, quase que exclusivamente, em trabalhos realizados em outros países, sem a devida validação nas condições edafoclimáticas locais. Nesse contexto, buscou-se coletar e analisar os principais trabalhos que versam sobre impacto ambiental, metabolismo da planta, qualidade e segurança da soja GM RR tratada e não tratada com glifosato. De modo geral, os trabalhos analisados apresentam algumas características comuns: a) avaliam poucas variáveis; e b) inferem, a partir de simulação com ensaios em casa de vegetação ou in vitro, possíveis respostas no cultivo comercial. Embora ainda escassos, os estudos realizados apontam para o fato de que a transformação genética não afeta os microrganismos do solo, nem a fixação biológica de nitrogênio, nem a composição dos grãos. O fator que pode afetar essas variáveis é a aplicação do glifosato no controle de plantas daninhas, ou seja, os riscos de perigo ao ambiente e à segurança dos produtos derivados dessa matéria-prima se devem ao insumo aplicado durante o cultivo, e não à transformação genética propriamente dita.

The genetically modified soybean resistant to glyphosate (GM RR) is the main product of plant biotechnology, considering the evolution of the area cultivated and the use of this grain. EUA, Argentina and Brazil are the largest producers of GM RR. The release of GM RR soybean cultivation in Brazil was done based on researches that were accomplished in other countries without the validation of the same edaphoclimatic conditions. In this context, the main researches about environmental impact, plant metabolism, quality and safety of GM RR soybean with or without glyphosate application were collected and investigated. In general, the researches investigated showed some similar characteristics: a) few variables were studied; b) simulations in green house or in vitro are used to infer possible response on the field. Although scarce, the researches denoted that the genetic transformation did not affect soil microorganisms, biological nitrogen fixation and composition of grains. The factor which could affect these variables is the glyphosate application in weed control, thus the risk of damage to the environment and the safety of products derived from this raw materialare due to the use of the herbicide during cultivation, and not to the genetic transformation. Key words: Transgenic soybean, soil microorganisms, herbicides residue, isoflavones.

Transformação genética e aplicação de glifosato na microbiota do solo, fixação biológica de nitrogênio, qualidade e segurança de grãos de soja geneticamente modificada

The genetically modified soybean resistant to glyphosate (GM RR) is the main product of plant biotechnology, considering the evolution of the area cultivated and the use of this grain. EUA, Argentina and Brazil are the largest producers of GM RR. The release of GM RR soybean cultivation in Brazil was done based on researches that were accomplished in other countries without the validation of the same edaphoclimatic conditions. In this context, the main researches about environmental impact, plant metabolism, quality and safety of GM RR soybean with or without glyphosate application were collected and investigated. In general, the researches investigated showed some similar characteristics: a) few variables were studied; b) simulations in green house or in vitro are used to infer possible response on the field. Although scarce, the researches denoted that the genetic transformation did not affect soil microorganisms, biological nitrogen fixation and composition of grains. The factor which could affect these variables is the glyphosate application in weed control, thus the risk of damage to the environment and the safety of products derived from this raw materialare due to the use of the herbicide during cultivation, and not to the genetic transformation. Key words: Transgenic soybean, soil microorganisms, herbicides residue, isoflavones.

A soja geneticamente modificada resistente ao herbicida glifosato (GM RR) é o principal produto da biotecnologia vegetal, considerando-se a evolução da área cultivada e o consumo desse grão. Os Estados Unidos, a Argentina e o Brasil são os maiores produtores de soja GM RR. A liberação para cultivo da soja GM RR no Brasil foi efetivada com base, quase que exclusivamente, em trabalhos realizados em outros países, sem a devida validação nas condições edafoclimáticas locais. Nesse contexto, buscou-se coletar e analisar os principais trabalhos que versam sobre impacto ambiental, metabolismo da planta, qualidade e segurança da soja GM RR tratada e não tratada com glifosato. De modo geral, os trabalhos analisados apresentam algumas características comuns: a) avaliam poucas variáveis; e b) inferem, a partir de simulação com ensaios em casa de vegetação ou in vitro, possíveis respostas no cultivo comercial. Embora ainda escassos, os estudos realizados apontam para o fato de que a transformação genética não afeta os microrganismos do solo, nem a fixação biológica de nitrogênio, nem a composição dos grãos. O fator que pode afetar essas variáveis é a aplicação do glifosato no controle de plantas daninhas, ou seja, os riscos de perigo ao ambiente e à segurança dos produtos derivados dessa matéria-prima se devem ao insumo aplicado durante o cultivo, e não à transformação genética propriamente dita.

Transformação genética e aplicação de glifosato na microbiota do solo, fixação biológica de nitrogênio, qualidade e segurança de grãos de soja geneticamente modificada

The genetically modified soybean resistant to glyphosate (GM RR) is the main product of plant biotechnology, considering the evolution of the area cultivated and the use of this grain. EUA, Argentina and Brazil are the largest producers of GM RR. The release of GM RR soybean cultivation in Brazil was done based on researches that were accomplished in other countries without the validation of the same edaphoclimatic conditions. In this context, the main researches about environmental impact, plant metabolism, quality and safety of GM RR soybean with or without glyphosate application were collected and investigated. In general, the researches investigated showed some similar characteristics: a) few variables were studied; b) simulations in green house or in vitro are used to infer possible response on the field. Although scarce, the researches denoted that the genetic transformation did not affect soil microorganisms, biological nitrogen fixation and composition of grains. The factor which could affect these variables is the glyphosate application in weed control, thus the risk of damage to the environment and the safety of products derived from this raw materialare due to the use of the herbicide during cultivation, and not to the genetic transformation. Key words: Transgenic soybean, soil microorganisms, herbicides residue, isoflavones.

A soja geneticamente modificada resistente ao herbicida glifosato (GM RR) é o principal produto da biotecnologia vegetal, considerando-se a evolução da área cultivada e o consumo desse grão. Os Estados Unidos, a Argentina e o Brasil são os maiores produtores de soja GM RR. A liberação para cultivo da soja GM RR no Brasil foi efetivada com base, quase que exclusivamente, em trabalhos realizados em outros países, sem a devida validação nas condições edafoclimáticas locais. Nesse contexto, buscou-se coletar e analisar os principais trabalhos que versam sobre impacto ambiental, metabolismo da planta, qualidade e segurança da soja GM RR tratada e não tratada com glifosato. De modo geral, os trabalhos analisados apresentam algumas características comuns: a) avaliam poucas variáveis; e b) inferem, a partir de simulação com ensaios em casa de vegetação ou in vitro, possíveis respostas no cultivo comercial. Embora ainda escassos, os estudos realizados apontam para o fato de que a transformação genética não afeta os microrganismos do solo, nem a fixação biológica de nitrogênio, nem a composição dos grãos. O fator que pode afetar essas variáveis é a aplicação do glifosato no controle de plantas daninhas, ou seja, os riscos de perigo ao ambiente e à segurança dos produtos derivados dessa matéria-prima se devem ao insumo aplicado durante o cultivo, e não à transformação genética propriamente dita.

Microbial enzymatic activity and thermal effect in a tropical soil treated with organic materials

Bacteria and fungi are the most active decomposers of organic materials in soil. They directly affect plant nutrient availability, and chemical and physical properties of soils. This investigation aimed at quantifying the effect of several organic materials on microbial activity of a Rhodic Eutrudox. Soil samples were incubated over a period of 91 days with the following organic materials: cattle manure (CM), earthworm humus (HM), and city sewage sludge from Barueri (BA) and Franca (FR). The activities of cellulase, protease and urease enzymes, the soil microbial carbon content (by fumigation-extraction method) and the exothermal effect were evaluated. Experimental design was randomized and arranged as factorial scheme five treatments x seven samplings with five replications. Organic materials promoted oscillations in microbial carbon (mg C g-1 soil), and enzyme activities - cellulase (µg glucose g-1 soil 24 h-1), protease (mg Tyr g-1 soil 2 h-1), urease (mg NH4+-N g-1 soil 2 h-1) - and the total thermal effect (J g-1 soil), in the following decreasing order: (1) CM - 21.47; 655.90; 49.68; 24.55; 477.90; (2) BA - 12.98; 367.70; 32.76; 10.66; 426.29; (3) FR - 11.60; 273.40; 18.77; 19.35; 368.00; (4) HM - 11.77; 261.00; 17.05; 9.02; 202.79; (5) control. Correlations were obtained between microbial carbon and cellulase and protease activities (r = 0.54; p 0.001), and between the exothermal effect and protease activity (r = 0.34; p 0.005). Enzyme activity was closely related to soil microorganisms, therefore, reflecting on the total thermal effect.

Bactérias e fungos são os organismos mais ativos na decomposição de compostos orgânicos no solo, afetando diretamente a disponibilidade de nutrientes para as plantas e as propriedades químicas e físicas dos solos. Este estudo quantificou o efeito de diversos compostos orgânicos na atividade microbiana de um Latossolo Vermelho Eutroférrico típico. As amostras de solo foram incubadas durante 91 dias sob os tratamentos: esterco bovino (CM), húmus de minhoca (HM), e os lodos de esgoto de Barueri (BA) e Franca (FR). Foram avaliadas as atividades das enzimas celulase, protease e urease, o carbono microbiano do solo (método fumigação-extração) e o efeito exotérmico total. O delineamento experimental foi inteiramente casualizado, em esquema fatorial cinco tratamentos x sete amostragens com 5 repetições. Os compostos orgânicos promoveram oscilações no carbono microbiano (mg C g-1 solo), na atividade das enzimas celulase (µg glicose g-1 solo 24 h-1), protease (mg Tyr g-1 solo 2 h-1) e urease (mg NH4+-N g-1 solo 2 h-1) e no efeito térmico total (J g-1 solo), na seguinte ordem decrescente: (1) CM - 21.47; 655.90; 49.68; 24.55; 477.90; (2) BA - 12.98; 367.70; 32.76; 10.66; 426.29; (3) FR - 11.60; 273.40; 18.77; 19.35; 368.00; (4) HM - 11.77; 261.00; 17.05; 9.02; 202.79; (5) controle. Correlações foram obtidas entre o carbono microbiano e as enzimas celulase e protease (r = 0.54; p 0.001), e entre o efeito exotérmico e a protease (r = 0.34; p 0.005). A atividade de enzimas esteve diretamente relacionada à microbiota do solo, refletindo, dessa forma, no efeito térmico total.

Microbial enzymatic activity and thermal effect in a tropical soil treated with organic materials

Bacteria and fungi are the most active decomposers of organic materials in soil. They directly affect plant nutrient availability, and chemical and physical properties of soils. This investigation aimed at quantifying the effect of several organic materials on microbial activity of a Rhodic Eutrudox. Soil samples were incubated over a period of 91 days with the following organic materials: cattle manure (CM), earthworm humus (HM), and city sewage sludge from Barueri (BA) and Franca (FR). The activities of cellulase, protease and urease enzymes, the soil microbial carbon content (by fumigation-extraction method) and the exothermal effect were evaluated. Experimental design was randomized and arranged as factorial scheme five treatments x seven samplings with five replications. Organic materials promoted oscillations in microbial carbon (mg C g-1 soil), and enzyme activities - cellulase (µg glucose g-1 soil 24 h-1), protease (mg Tyr g-1 soil 2 h-1), urease (mg NH4+-N g-1 soil 2 h-1) - and the total thermal effect (J g-1 soil), in the following decreasing order: (1) CM - 21.47; 655.90; 49.68; 24.55; 477.90; (2) BA - 12.98; 367.70; 32.76; 10.66; 426.29; (3) FR - 11.60; 273.40; 18.77; 19.35; 368.00; (4) HM - 11.77; 261.00; 17.05; 9.02; 202.79; (5) control. Correlations were obtained between microbial carbon and cellulase and protease activities (r = 0.54; p 0.001), and between the exothermal effect and protease activity (r = 0.34; p 0.005). Enzyme activity was closely related to soil microorganisms, therefore, reflecting on the total thermal effect.

Bactérias e fungos são os organismos mais ativos na decomposição de compostos orgânicos no solo, afetando diretamente a disponibilidade de nutrientes para as plantas e as propriedades químicas e físicas dos solos. Este estudo quantificou o efeito de diversos compostos orgânicos na atividade microbiana de um Latossolo Vermelho Eutroférrico típico. As amostras de solo foram incubadas durante 91 dias sob os tratamentos: esterco bovino (CM), húmus de minhoca (HM), e os lodos de esgoto de Barueri (BA) e Franca (FR). Foram avaliadas as atividades das enzimas celulase, protease e urease, o carbono microbiano do solo (método fumigação-extração) e o efeito exotérmico total. O delineamento experimental foi inteiramente casualizado, em esquema fatorial cinco tratamentos x sete amostragens com 5 repetições. Os compostos orgânicos promoveram oscilações no carbono microbiano (mg C g-1 solo), na atividade das enzimas celulase (µg glicose g-1 solo 24 h-1), protease (mg Tyr g-1 solo 2 h-1) e urease (mg NH4+-N g-1 solo 2 h-1) e no efeito térmico total (J g-1 solo), na seguinte ordem decrescente: (1) CM - 21.47; 655.90; 49.68; 24.55; 477.90; (2) BA - 12.98; 367.70; 32.76; 10.66; 426.29; (3) FR - 11.60; 273.40; 18.77; 19.35; 368.00; (4) HM - 11.77; 261.00; 17.05; 9.02; 202.79; (5) controle. Correlações foram obtidas entre o carbono microbiano e as enzimas celulase e protease (r = 0.54; p 0.001), e entre o efeito exotérmico e a protease (r = 0.34; p 0.005). A atividade de enzimas esteve diretamente relacionada à microbiota do solo, refletindo, dessa forma, no efeito térmico total.

Biotic and abiotic factors associated with soil suppressiveness to Rhizoctonia solani

Crop management may modify soil characteristics, and as a consequence, alter incidence of diseases caused by soilborne pathogens. This study evaluated the suppressiveness to R. solani in 59 soil samples from a microbasin. Soil sampling areas included undisturbed forest, pasture and fallow ground areas, annual crops, perennial crops, and ploughed soil. The soil samples were characterized according to abiotic variables (pH; electrical conductivity; organic matter content; N total; P; K; Ca; Mg; Al; H; S; Na; Fe; Mn; Cu; Zn; B; cation exchange capacity; sum of bases and base saturation) and biotic variables (total microbial activity evaluated by the CO2 evolution and fluorescein diacetate hydrolysis; culturable bacterial, fungal, actinomycetes, protozoa, fluorescent Pseudomonas and Fusarium spp. communities). The contribution and relationships of these variables to suppression to R. solani were assessed by path analysis. When all samples were analyzed together, only abiotic variables correlated with suppression of R. solani, but the entire set of variables explained only 51% of the total variation. However, when samples were grouped and analyzed by vegetation cover, the set of evaluated variables in all cases accounted for more than 90% of the variation in suppression of the pathogen. In highly suppressive soils of forest and pasture/fallow ground areas, several abiotic variables and fluorescein diacetate hydrolysis correlated with suppression of R. solani and the set of variables explained more than 98% of suppressiveness.

As atividades agrícolas podem modificar as características do solo e, como conseqüência, alterar a incidência de patógenos veiculados pelo solo. Este trabalho avaliou a supressividade a R. solani em 59 amostras de solos de uma microbacia. As áreas amostradas foram selecionadas quanto à vegetação, incluindo mata, pasto/pousio, culturas anuais, culturas perenes e solo arado. As amostras de solo foram caracterizadas quanto às propriedades abióticas (pH, condutividade elétrica, teor de matéria orgânica, N total, P, K, Ca, Mg, Al, H, S, Na, Fe, Mn, Cu, Zn, B, capacidade de troca catiônica, soma de bases e saturação de bases) e bióticas (atividade microbiana do solo, avaliada pelo desprendimento de CO2 e hidrólise de diacetato de fluoresceína; comunidades de bactérias, fungos, actinomicetos, protozoários, Pseudomonas fluorescentes e Fusarium spp.). A contribuição e relação dessas variáveis para a supressividade a R. solani foram quantificadas por análise de coeficientes de trilha. Quando se avaliaram todas as amostras em conjunto, somente variáveis abióticas apresentaram correlação com a supressão a R. solani, mas o conjunto das variáveis explicou somente 51% da variação total. Entretanto, quando as amostras foram agrupadas e analisadas considerando o tipo de cobertura vegetal, o conjunto de variáveis explicou mais de 90% da variação da supressividade. Para as áreas de floresta e pasto/pousio, as quais foram classificadas como as mais supressivas, algumas variáveis abióticas e a hidrólise de diacetato de fluoresceína apresentaram correlação com a supressão de R. solani e o conjunto de variáveis explicou mais de 98% da supressividade nesses solos.

Biotic and abiotic factors associated with soil suppressiveness to Rhizoctonia solani

Crop management may modify soil characteristics, and as a consequence, alter incidence of diseases caused by soilborne pathogens. This study evaluated the suppressiveness to R. solani in 59 soil samples from a microbasin. Soil sampling areas included undisturbed forest, pasture and fallow ground areas, annual crops, perennial crops, and ploughed soil. The soil samples were characterized according to abiotic variables (pH; electrical conductivity; organic matter content; N total; P; K; Ca; Mg; Al; H; S; Na; Fe; Mn; Cu; Zn; B; cation exchange capacity; sum of bases and base saturation) and biotic variables (total microbial activity evaluated by the CO2 evolution and fluorescein diacetate hydrolysis; culturable bacterial, fungal, actinomycetes, protozoa, fluorescent Pseudomonas and Fusarium spp. communities). The contribution and relationships of these variables to suppression to R. solani were assessed by path analysis. When all samples were analyzed together, only abiotic variables correlated with suppression of R. solani, but the entire set of variables explained only 51% of the total variation. However, when samples were grouped and analyzed by vegetation cover, the set of evaluated variables in all cases accounted for more than 90% of the variation in suppression of the pathogen. In highly suppressive soils of forest and pasture/fallow ground areas, several abiotic variables and fluorescein diacetate hydrolysis correlated with suppression of R. solani and the set of variables explained more than 98% of suppressiveness.

As atividades agrícolas podem modificar as características do solo e, como conseqüência, alterar a incidência de patógenos veiculados pelo solo. Este trabalho avaliou a supressividade a R. solani em 59 amostras de solos de uma microbacia. As áreas amostradas foram selecionadas quanto à vegetação, incluindo mata, pasto/pousio, culturas anuais, culturas perenes e solo arado. As amostras de solo foram caracterizadas quanto às propriedades abióticas (pH, condutividade elétrica, teor de matéria orgânica, N total, P, K, Ca, Mg, Al, H, S, Na, Fe, Mn, Cu, Zn, B, capacidade de troca catiônica, soma de bases e saturação de bases) e bióticas (atividade microbiana do solo, avaliada pelo desprendimento de CO2 e hidrólise de diacetato de fluoresceína; comunidades de bactérias, fungos, actinomicetos, protozoários, Pseudomonas fluorescentes e Fusarium spp.). A contribuição e relação dessas variáveis para a supressividade a R. solani foram quantificadas por análise de coeficientes de trilha. Quando se avaliaram todas as amostras em conjunto, somente variáveis abióticas apresentaram correlação com a supressão a R. solani, mas o conjunto das variáveis explicou somente 51% da variação total. Entretanto, quando as amostras foram agrupadas e analisadas considerando o tipo de cobertura vegetal, o conjunto de variáveis explicou mais de 90% da variação da supressividade. Para as áreas de floresta e pasto/pousio, as quais foram classificadas como as mais supressivas, algumas variáveis abióticas e a hidrólise de diacetato de fluoresceína apresentaram correlação com a supressão de R. solani e o conjunto de variáveis explicou mais de 98% da supressividade nesses solos.

Effect of inoculation with rhizobia, together other microorganisms antagonic to rhizobia, on nodulation and development of neonotonia wightii lackley / Efeito da inoculação conjunta de rizóbio e microrganismos antagônicos a rizóbio na nodulação e desenvolvimento de neonotonia wightii lackley

A greenhouse study was set up, with two Neonotonia wightii cultivars, to verify the effect of inoculation with rhizobia (6), together actinomycetes (5) or fungi (3) that produce in growth medium rhizobium inhibition agent, in plant shoot growth and nodulation response. After sixty days of germination, the mean values variated from 410 to 600mg/plant for shoot dry weight, from 19 to 32mg/plant for nodules dry weight and from 16 to 24 nodules per plant. There was hight correlation between shoot dry weight and nodules dry weight, or number of nodules with diameter between 2 and 4mm or nodule number per plant. The data showed significant differences between cultivars and between rhizobia but the together inoculation of rhizobia and the other microorganisms that produce, in culture medium, inibition agents to rhizobia did not influence the nodulation and legume growth.

Foi instalado experimento em casa de vegetação, utilizando-se dois cultivares de soja-perene (Neonotonia wightii)para verificar o efeito da inoculação conjunta de rizóbios (6), actinomicetos (5) ou fungos (3) produtores de agente inibidor de crescimento de rizóbio em meio de cultura, no desenvolvimento e nodulação da planta. Aos sessenta dias de germinação os valores obtidos variaram, consideradas as médias, de 410 a 600 mg/planta para peso da matéria seca da parte aérea, de 19 a 32mg/planta para peso da matéria seca de nódulos e de 16 a 24 nódulos/planta para número total de nódulos. Houve alta correlação entre a variável peso da matéria seca da parte aérea e as variáveis peso da matéria seca de nódulos, número de nódulos com diâmetros entre 2 e 4mm e número total de nódulos por planta. Os dados mostraram diferenças significativas entre cultivares e entre rizóbios, mas a inoculação conjunta de rizóbios e microrganismos produtores de agentes de inibição do rizóbio em meio de cultura não interferiu no quadro de nodulação e no crescimento da leguminosa.

Effect of inoculation with rhizobia, together other microorganisms antagonic to rhizobia, on nodulation and development of neonotonia wightii lackley / Efeito da inoculação conjunta de rizóbio e microrganismos antagônicos a rizóbio na nodulação e desenvolvimento de neonotonia wightii lackley

A greenhouse study was set up, with two Neonotonia wightii cultivars, to verify the effect of inoculation with rhizobia (6), together actinomycetes (5) or fungi (3) that produce in growth medium rhizobium inhibition agent, in plant shoot growth and nodulation response. After sixty days of germination, the mean values variated from 410 to 600mg/plant for shoot dry weight, from 19 to 32mg/plant for nodules dry weight and from 16 to 24 nodules per plant. There was hight correlation between shoot dry weight and nodules dry weight, or number of nodules with diameter between 2 and 4mm or nodule number per plant. The data showed significant differences between cultivars and between rhizobia but the together inoculation of rhizobia and the other microorganisms that produce, in culture medium, inibition agents to rhizobia did not influence the nodulation and legume growth.

Foi instalado experimento em casa de vegetação, utilizando-se dois cultivares de soja-perene (Neonotonia wightii)para verificar o efeito da inoculação conjunta de rizóbios (6), actinomicetos (5) ou fungos (3) produtores de agente inibidor de crescimento de rizóbio em meio de cultura, no desenvolvimento e nodulação da planta. Aos sessenta dias de germinação os valores obtidos variaram, consideradas as médias, de 410 a 600 mg/planta para peso da matéria seca da parte aérea, de 19 a 32mg/planta para peso da matéria seca de nódulos e de 16 a 24 nódulos/planta para número total de nódulos. Houve alta correlação entre a variável peso da matéria seca da parte aérea e as variáveis peso da matéria seca de nódulos, número de nódulos com diâmetros entre 2 e 4mm e número total de nódulos por planta. Os dados mostraram diferenças significativas entre cultivares e entre rizóbios, mas a inoculação conjunta de rizóbios e microrganismos produtores de agentes de inibição do rizóbio em meio de cultura não interferiu no quadro de nodulação e no crescimento da leguminosa.

Avaliação da atividade de microrganismos do solo em diferentes sistemas de manejo de soja

A greenhouse experiment was set up to evaluate the effect of different cultural practices on the activity of Bradyrhizobium japonicum and of other soil microorganisms involved in nutrient cycling. The soil used was from a field experiment that consisted of continuous soybean or corn-soybean rotations as summer crops, with oats or Crotalaria juncea as winter crops. Treatments totaled eight cropping system regimes includig the coventional and minimal cultivation. Soil from a nearby natural forest was used as control. There were six replicate pots for each treatment, three of which were additionally inoculated with K japonicum inoculum when soybeans were sown. Plants were harvested at flowering and shoot dry matter and nitrogen concentration were determined, as well as nodule number, nodule weight and percent mycorrhizal colonization of roots. Soil samples from each field treatment that had been kept in the refrigerator were evaluated to determine the total number of bacteria, fungi, cellulolytic microorganisms and nitrifying bacteria. Soybeans grown in soil from minimal cultivation plots and from crop rotations demonstrated significantly greater nodulation and larger cellulolytic populations. Other microbial groups were not highly affected. Percent mycorrhizal infection of roots was extremely low in all treatments, probably due to the high available phosphate levels in all soils.

Para avaliar o efeito do manejo do solo e de culturas sobre a atividade de Bradyrhizobium japonicum e de outros microrganismos importantes na ciclagem de nutrientes do solo, montou-se um experimento em casa de vegetação utilizando solo de um ensaio de campo com sistemas de manejo de resíduos e preparo bem distintos, como plantio direto e preparo convencional com arado de discos e diferentes rotações de cultura. O solo é um latossolo roxo distrófico, A moderado, textura argilosa. As culturas utilizadas no ensaio de campo foram soja contínua e em rotação com milho, sempre após aveia preta e Crolalaria juncea no outono-inverno, perfazendo portanto oito sistemas de manejo. Como testemunha, utilizou-se o solo de uma mata localizada próxima do experimento de campo. Prepararam-se seis vasos com solo de cada tratamento, sendo que em três foi semeada soja com sementes inoculadas com B. japonicum e nos outros três soja sem inoculação. No início do florescimento fez-se a colheita das plantas para análise de N na parte aérea, determinação dos nódulos e micorrização. Em amostras de solo de todos os tratamentos, guardadas em geladeira, fez-se a quantificação de bactérias e fungos totais, bem como de microrganismos celulolíticos, amonifícadores, nitritadores e nitratadores. Os resultados obtidos revelaram que o solo do plantio direto e o sistema de rotação levaram a significativos aumentos da nodulação. O solo do plantio direto apresentou também maiores populações de celulolíticos, não havendo diferença para outros tipos de microrganismos. Não houve diferença entre tratamentos para a micorrização, que apresentou valores muito baixos, provavelmente devido ao alto nível de fósforo no solo.

Avaliação da atividade de microrganismos do solo em diferentes sistemas de manejo de soja

A greenhouse experiment was set up to evaluate the effect of different cultural practices on the activity of Bradyrhizobium japonicum and of other soil microorganisms involved in nutrient cycling. The soil used was from a field experiment that consisted of continuous soybean or corn-soybean rotations as summer crops, with oats or Crotalaria juncea as winter crops. Treatments totaled eight cropping system regimes includig the coventional and minimal cultivation. Soil from a nearby natural forest was used as control. There were six replicate pots for each treatment, three of which were additionally inoculated with K japonicum inoculum when soybeans were sown. Plants were harvested at flowering and shoot dry matter and nitrogen concentration were determined, as well as nodule number, nodule weight and percent mycorrhizal colonization of roots. Soil samples from each field treatment that had been kept in the refrigerator were evaluated to determine the total number of bacteria, fungi, cellulolytic microorganisms and nitrifying bacteria. Soybeans grown in soil from minimal cultivation plots and from crop rotations demonstrated significantly greater nodulation and larger cellulolytic populations. Other microbial groups were not highly affected. Percent mycorrhizal infection of roots was extremely low in all treatments, probably due to the high available phosphate levels in all soils.

Para avaliar o efeito do manejo do solo e de culturas sobre a atividade de Bradyrhizobium japonicum e de outros microrganismos importantes na ciclagem de nutrientes do solo, montou-se um experimento em casa de vegetação utilizando solo de um ensaio de campo com sistemas de manejo de resíduos e preparo bem distintos, como plantio direto e preparo convencional com arado de discos e diferentes rotações de cultura. O solo é um latossolo roxo distrófico, A moderado, textura argilosa. As culturas utilizadas no ensaio de campo foram soja contínua e em rotação com milho, sempre após aveia preta e Crolalaria juncea no outono-inverno, perfazendo portanto oito sistemas de manejo. Como testemunha, utilizou-se o solo de uma mata localizada próxima do experimento de campo. Prepararam-se seis vasos com solo de cada tratamento, sendo que em três foi semeada soja com sementes inoculadas com B. japonicum e nos outros três soja sem inoculação. No início do florescimento fez-se a colheita das plantas para análise de N na parte aérea, determinação dos nódulos e micorrização. Em amostras de solo de todos os tratamentos, guardadas em geladeira, fez-se a quantificação de bactérias e fungos totais, bem como de microrganismos celulolíticos, amonifícadores, nitritadores e nitratadores. Os resultados obtidos revelaram que o solo do plantio direto e o sistema de rotação levaram a significativos aumentos da nodulação. O solo do plantio direto apresentou também maiores populações de celulolíticos, não havendo diferença para outros tipos de microrganismos. Não houve diferença entre tratamentos para a micorrização, que apresentou valores muito baixos, provavelmente devido ao alto nível de fósforo no solo.