Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Programa de Pós-Graduação em Ecologia, 2013. / Submitted by Jaqueline Ferreira de Souza (jaquefs.braz@gmail.com) on 2014-01-03T09:36:04Z No. of bitstreams: 1 2013_EloisaAparecidaBellezaFerreira_Parcial.pdf: 1273771 bytes, checksum: 682569786a092a3c60d13e5b49ba4da7 (MD5) / Approved for entry into archive by Marília Freitas(marilia@bce.unb.br) on 2014-01-03T13:30:23Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_EloisaAparecidaBellezaFerreira_Parcial.pdf: 1273771 bytes, checksum: 682569786a092a3c60d13e5b49ba4da7 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-01-03T13:30:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_EloisaAparecidaBellezaFerreira_Parcial.pdf: 1273771 bytes, checksum: 682569786a092a3c60d13e5b49ba4da7 (MD5) / As alterações nos estoques de carbono (C) em diferentes compartimentos da matéria orgânica (MO) do solo em decorrência da substituição de vegetação nativa de cerrado sentido restrito (cerrado ss) por agroecossistemas foram avaliadas em três experimentos de longa duração após 31 anos de manejo. Os experimentos foram instalados em Latossolo Vermelho argiloso distrófico com teores de argila entre 47 e 62%, localizados na Embrapa Cerrados, Planaltina, DF. A fração >53 μm da MO foi considerada MO particulada: MOP. A MO <53 μm foi considerada fração silte-argila. Sob vegetação nativa de cerrado ss com 50% de argila foi estimado um estoque de C entre 164,5 e 166,5 Mg ha-1 no intervalo de 0-100 cm de profundidade do solo. Após 31 anos de manejo as alterações no armazenamento de C no solo devido à substituição da vegetação nativa de cerrado ss por cultivo anual/pastagem foram restritas aos primeiros 60 cm de profundidade. Metodologias para determinação da concentração de carbono orgânico no solo foram também comparadas. Em geral, menos carbono foi recuperado por metodologias analíticas de oxidação via úmida em relação à combustão a seco. As metodologias de determinação e correção dos estoques de C para consideração das alterações de densidade aparente do solo influenciam as comparações de diferentes formas de manejo. A desconsideração das diferenças resultantes de variações analíticas pode induzir a erros nas estimativas de emissão ou remoção de C do solo, sobretudo na comparação entre plantio direto e cerrado ss. Apenas o método de combustão a seco com correção pela massa de solo foi capaz de evidenciar diferenças entre os estoques de C do solo da pastagem e do cerrado ss. Até a profundidade de 100 cm, a substituição do cerrado ss por plantio direto em rotação soja-milho provocou a redução de pelo menos 11% dos estoques de C do solo em relação à vegetação nativa. No entanto, a adoção do plantio direto como alternativa ao manejo convencional com arado de aivecas mitigou até 12% das emissões de CO2. A avaliação da composição isotópica (δ13C) da MO foi realizada no intervalo de 0-40 cm de profundidade, após 15 anos de substituição de cerrado ss (uma mistura de plantas do ciclo fotossintético C3 e C4) por pastagem com gramíneas C4. As alterações no δ13C da MOP entre as amostras coletadas no cerrado ss em 1996 e 2010, após 16 anos de proteção contra fogo, sugerem enriquecimento de C derivado de plantas C3 na vegetação nativa. A porcentagem de substituição do C da matéria orgânica do cerrado ss pelo C derivado da Brachiaria brizantha foi mais acentuada na MOP (35,6%) do que no carbono total do solo (18%), i.e. praticamente o dobro. Houve também um decréscimo da razão C:N com o declínio do tamanho das partículas em todos os sistemas de manejo, indicando menor grau de humificação nas partículas >53 μm. Esses resultados sugerem que a MOP compreende um reservatório de C com tempo de residência menor que a MO total do solo e que, portanto, constitui um compartimento mais frágil de C no solo e também um bom indicador das mudanças causadas pelos diferentes tipos de manejo. De modo geral, as substâncias húmicas desse solo de cerrado ss são constituídas de C de polimetileno, carboidratos da celulose e peptídeos. O C aromático (que representa menos de 14%) pode ser associado à lignina modificada ou material carbonizado indistinto. Portanto, o material recalcitrante pode ser atribuído principalmente a compostos alifáticos, em especial cadeias polimetilênicas o que pode ser derivado da cutina ou suberina. Essa composição pode reforçar a hidrofobicidade da MO diminuindo o potencial de decomposição por microorganismos. Em relação à distribuição nos compartimentos de C no solo, observa-se que entre 13 e 18% do C está armazenado na MOP, e entre 1,2 e 1,7% no C presente na biomassa microbiana. Portanto, mais de 80% do C da MO foi encontrado na fração silte-argila (ou no carbono residual) que, a princípio, pode ser atribuído ao carbono associado a minerais. Isso sugere que na fração silte-argila (<53 μm) a alta energia de adsorção aos minerais da matriz do solo pode favorecer a estabilização em longo prazo. No entanto, após 31 anos de manejo, o aumento relativo de armazenamento da MO na fração organo-mineral e a aceleração da mineralização da MO da fração >53 μm proporcionaram a redução entre 30 e 50% no C da biomassa microbiana em sistemas de manejo convencionais e menos de 10% em plantio direto. Além disso, embora as frações organo-minerais tenham se mostrado mais resistentes à decomposição, os resultados apontam para reduções de C também nesse compartimento da MO. Isso destaca a importância de considerar alterações da ecologia microbiana nesses solos devido ao manejo. No que diz respeito ao nitrogênio (N), nesses 31 anos o balanço positivo de até 2,8 Mg N ha-1 no sistema solo-planta pode ser atribuído ao sinergismo entre um sistema simbiótico altamente eficiente na cultura da soja e a adição de C via biomassa residual de milho. No entanto, considera-se importante monitorar em longo prazo as consequências biogeoquímicas intrínsecas das formas de N disponíveis no solo e da dinâmica microbiana em resposta a esse acúmulo de N. Após 31 anos de cultivo, o acúmulo de C do sistema solo-planta em agroecossistemas não se confirmou nesse estudo, nem mesmo no plantio direto em relação ao sistema nativo. Foram estimadas saídas em torno de 48,5 (±1,2) Mg C ha-1 na forma de colheita de grãos e perdas médias de 68,1 (±8,4) Mg C ha-1. Esses cálculos de perdas de C compreendem 40,6 Mg C ha-1 derivados do desmatamento do cerrado ss (por remoção de galhos, troncos raízes grossas para combustível de biomassa e posterior decomposição de raízes finas e serapilheira de folhas e outros materiais finos em 31 anos de cultivo) e 18,6 a 38,5 Mg C ha-1 de perdas de C do solo ao longo desse período de estudo. Com relação à simulação dos estoques de C no solo pelo modelo Century Ecosystem - submodelo savanna (Century) houve convergência entre os valores simulados e medidos no cerrado ss, com erros menores que 4%. Quanto ao compartimento vegetal, as simulações de equilíbrio sob vegetação nativa de cerrado ss representaram satisfatoriamente a produtividade primária líquida (NPP) a produção e partição de biomassa aérea e radicular observados nesse ecossistema nativo. O modelo também se mostrou apto a retratar os efeitos de diferentes regimes de queimadas sobre a produção, produtividade e estoque de C no solo do cerrado ss. Esses resultados apontam para uma replicação adequada da realidade no equilíbrio dinâmico do ecossistema nativo. O modelo Century parametrizado para conversão do cerrado a cultivo também foi eficiente em simular tanto uma rápida queda nas taxas de perda de carbono com o revolvimento do solo como as taxas decrescentes de acúmulo de C após a instalação da pastagem na cronosequência cerrado-cultivo-pastagem (1995-2011). Nesse contexto, em termos de simulações futuras (1991-2030) realizadas pelo modelo Century, o estoque mínimo de C no intervalo de 0-20 cm de profundidade nas pastagens pouco produtivas ocorreu em torno de 2000/01. Após a simulação de uma sucessão de alterações tecnológicas que incluíram a adoção de espécies forrageiras mais produtivas e de Integração lavoura pecuária (ILP), as estabilizações dos estoques em valores máximos ocorreram em torno de 2020. Nestes cenários estimou-se que, em 20 anos, para cada milhão de hectares o potencial de acúmulo de C foi de 2,17 a 3,69 e 3,1 a 5,3 Gg C nos sistemas Pastagem e ILP, respectivamente. Nestes mesmos cenários, o ponto de partida definiu quanto vai ser acumulado de C no solo em função das alterações no manejo. Tanto na pastagem como no ILP, os sistemas de produção que partiram de cerrado queimado a cada 2,5 anos, acumularam, em termos relativos, 70% mais carbono do que aqueles estabelecidos em área de cerrado com regime de queimadas a cada cinco anos. Esse estudo contribuiu para destacar a importância de experimentos de longa duração nos estudos de balanço de carbono no solo e identificou algumas fragilidades nas estimativas da contabilidade de carbono em função da escolha das metodologias e dos sistemas de referência (linha de base). Sendo assim, ainda que tenham sido apontados com maior precisão a direção, o sentido e as taxas das alterações nos estoques de C em função do manejo, no que se refere à magnitude dos valores, ainda se faz necessário investir no aprimoramento de métodos e modelos, bem como na padronização de protocolos para a contabilização de variações de carbono no solo em termos regionais. ________________________________________________________________________________________________ ABSTRACT / Changes in carbon stocks (C) in different compartments of soil organic matter (OM) were assessed 31 years after the replacement of native savanna vegetation of cerrado sensu stricto (cerrado ss) by agroecosystems. For this purpose, three long-term experiments were conducted on a Clayey Oxisol (Typic Haplustox) (clay content - 47 - 62%), of EMBRAPA Cerrados, Planaltina, Distrito Federal, Brazil. The OM > 53 μm was considered particulate OM (POM). The OM <53 μm was considered silt-clay fraction. Under native cerrado ss vegetation with 50% clay, a C stock between 164.5 and 166.5 Mg C ha-1 was estimated in the 0-100 cm depth range. After 31 years of cultivation, the changes in soil C pools caused by the replacement of native vegetation of cerrado ss by annual crops/pasture were restricted to a depth of 60 cm. Methodologies for determining the concentration of soil organic C concentration were also compared. In general, less carbon was recovered by analytical methodologies of wet oxidation than by dry combustion. The methodologies of determination and correction of the C stocks based on density influence the comparisons of the different management forms. Disregarding these differences can lead to errors in estimates of CO2 emissions or soil C sink, especially when comparing no-tillage and cerrado ss. Only the dry combustion method with correction for soil mass distinguished the differences between soil C stocks of pasture and cerrado ss. To a depth of 100 cm, the replacement of the cerrado ss by soybean-corn rotation in no-tillage caused a reduction of at least 11% in soil C stocks against native vegetation. However, the adoption of no-tillage instead of conventional tillage with moldboard plow reduced the CO2 emissions by up to 12%. The estimates of isotopic composition (δ13C- OM) were held at the depth range of 0-40 cm after 15 years of cerrado ss (C4 and C3 plants) substitution by pasture grasses. Changes in the δ13C of POM between samples collected in the cerrado ss in 1996 and 2010, after 16 years of fire protection, suggest enrichment of C derived from C3 plants in the native vegetation. The percentage of C substitution of the cerrado ss by C derived from Brachiaria Brizantha was more pronounced in the POM than in the total soil carbon, i.e., almost twice as high (TOC = 18%; POM = 35.6%). There was also a narrowing of the C: N ratio with the decline of particle size in all management systems, indicating a lower humification degree in POM. These results suggest that the POM comprises a C pool with shorter residence time than the total OM, thus representing a more fragile soil C compartment as well as a good indicator of the changes caused by the different management systems. In general, humic substances of this soil of cerrado ss can be attributed to polymethylene, cellulose carbohydrates and peptides C. Aromatic C may be associated with modified lignin or indistinct carbonized material. Therefore, the recalcitrant material may consist mainly of aliphatic compounds, especially polymethylene chains that can be derived from cutin or sobering. This composition can reinforce the hydrophobicity of OM, decreasing the microbial decomposition potential. Regarding the distribution in the soil C compartments, between 13 and 18% of the C fraction was stored in the POM (>53 μm) and between 1.2 and 1.7% in the C microbial biomass. Therefore, more than 80% of the C in the OM was found in the clay-silt fraction (or residual C), which can basically be attributed to the mineral- associated C. This allows the conclusion that the high adsorption energy to the minerals of the soil matrix may favor long term stabilization in the MO on silt-clay fraction. However, after 31 years of management, the relative increase in OM pools in the organo-mineral fraction and the acceleration of mineralization in the OM fraction> 53 μm reduced the microbial biomass in conventional tillage systems between 30 and 50% and by less than 10% under no-tillage. Furthermore, although the organo-mineral fractions have been shown to be more recalcitrant, our results indicate reductions in C in this OM compartment as well. This highlights the importance of research addressing management-induced changes in the microbial ecology of these soils. With regard to nitrogen (N), the positive balance of up to 2.8 Mg N ha-1 in the soil-plant system in these 31 years can be attributed to the synergism between a highly efficient symbiotic system in soybean and the addition of C by the maize residual biomass. However, the intrinsic biogeochemical consequences of the N forms available in the soil and the microbial dynamics in response to this N accumulation should be monitored in the long term. After 31 years of cultivation, the C accumulation in the soil-plant system in agroecosystems was not confirmed in this study, not even under no-tillage, compared to cerrado ss. Carbon exports were estimated at around 48.5 (± 1.2) Mg C ha-1, removed at grain harvest, and average losses of 68.1 (± 8.4) Mg C ha-1. Theses C losses comprises exports by deforestation of the cerrado ss (40.6 Mg C ha-1 by removing wood and coarse roots to biomass fuel and subsequente decomposition of fine roots and leaf litter after 31 years of cropping), and soil C losses in the study period (18.6 - 38.5 Mg C ha-1 ha). With regard to the simulation of soil C stocks by the Century Ecosystem model - sub model savanna (Century), the simulated and measured values of the cerrado ss were consistent, with errors below 4%. In terms of the plant compartment, the equilibrium simulations of native cerrado ss vegetation satisfactorily represented the net primary productivity (NPP), production and the partitioning of the shoot and root biomass observed in the native ecosystem. The model also reflected the effects of different fire regimes on C production, productivity and C storage in the soil of the cerrado ss adequately. These results indicate a truthful representation of the reality in the dynamic equilibrium of the native ecosystem. The Century model parameterized for cerrado ss conversion to cultivation was also efficient in simulating both a rapid decrease in the C loss rate caused by soil disturbance as well as the decreasing rates of C accumulation after setting-up pasture in the chronosequence cerrado-cultivation- pasture (1995-2011). In this context, in terms of future simulations (1991-2030) by the Century model, the lowest C stock in the 0-20 cm layer in low production pastures occurred around 2000/01. After the simulation of a series of technological changes that include the introduction of more productive forage species and the adoption of integrated crop-livestock (ICL) systems, the stabilization of C stocks in maximum values occurred around 2020. In these scenarios, it was estimated that in 20 years, for every million hectares, the potential of C accumulation was 2.17 to 3.69, and 3.1 to 5.3 Gg C in pasture and ICL systems, respectively. In these same scenarios, the starting point (baseline) defined how much C will be accumulated in the soil due to management changes. In the pasture as well as in ILP, the production systems planted after wild fire every 2.5 years in cerrado ss accumulated in relative terms, 70% more carbon than those established on cerrado ss under wildfire every 5 years. This research highlighted the significance of long-term experiments in matters of soil C balance and identified some fragilities in the estimates of C accounting, particularly due to the methods and reference systems (baseline) choices. Thus, although the direction and rates of changes in the C stocks caused by management were identified with greater accuracy, in terms of magnitude of values, the improvement of the methods and models still needs investment, as well as the standardization of protocols for soil C accounting on regional scales.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Agronomia e Medicina Veterinária, Programa de Pós-Graduação em Agronomia, 2012. / Submitted by Alaíde Gonçalves dos Santos (alaide@unb.br) on 2012-09-17T14:57:01Z No. of bitstreams: 1 2012_ AndréAlvesdeCastroLopes.pdf: 808271 bytes, checksum: 777ca6cffb728ed9afc0a5ec234e926f (MD5) / Approved for entry into archive by Luanna Maia(luanna@bce.unb.br) on 2012-09-18T13:30:17Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_ AndréAlvesdeCastroLopes.pdf: 808271 bytes, checksum: 777ca6cffb728ed9afc0a5ec234e926f (MD5) / Made available in DSpace on 2012-09-18T13:30:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_ AndréAlvesdeCastroLopes.pdf: 808271 bytes, checksum: 777ca6cffb728ed9afc0a5ec234e926f (MD5) / A dificuldade na interpretação dos valores individuais dos biondicadores constitui um dos grandes obstáculos a serem transpostos nas avaliações de qualidade do solo. Com base na utilização dos principios dos ensaios de calibração de nutrientes, neste estudo foi elaborada uma proposta de interpretação de atributos microbiológicos (carbono da biomassa microbiana, respiração basal e atividade das enzimas β-glicosidase, celulase, arisulfatase e fosfatase ácida) para Latossolos Vermelhos de Cerrado de textura argilosa e muito argilosa. A proposta foi baseada nas relções desses atributos com o rendimento relativo acumulado de soja e milho (RRA) e com os teores de matéria orgânica do solo (MOS). Em três experimentos de longa duração conduzidos num Latososolo vermelho de textura argilosa e muito argilosa, foram selecionados 24 tratamentos, com conteúdos variáveis de fósforo extraível e, diferentes rendimentos acumulados de grãos de soja e milho. As amostras foram coletadas na profundidade de 0 a 10 cm, em janeiro de 2011. Foram avaliados os teores de MOS, o carbono da biomassa microbiana, respiração basal e a atividade das enzimas β-glicosidase, celulase, arilsulfatase e fosfatase ácida. Todos os atributos microbiologicos foram correlacionados positivamente com o RRA e com a MOS, o que possibilitou a delimitação de classes de suficiência (baixo, médio e adequado) para cada um, em funcao do RRA e da MOS. As tabelas de interpretacao dos atributos microbiologicos desenvolvidas com base nessas relações, foram avaliadas utilizando dados de literatura para a regiao dos cerrados e região sul do Brasil. Nos casos onde houve dissimilaridade entre as classificações dos atributos microbiológicos com a classificacao da MOS, foi possível verificar a importância não so da padronização das metodologias para determinação dos atributos microbiológicos e da MOS, mas também a influência de fatores relacionados a época, profundidade e modo de coleta das amostras de solo. Mesmo assim, apesar dessas limitações, nas duas bases de dados, as avaliações de atividade enzimática apresentaram correlação significativa com a MOS sendo que a β-glicosidase, enzima ligada a ciclagem de carbono, destacou-se com boas chances de utilização em laboratórios comerciais de análise de solo. _______________________________________________________________________________________ ABSTRACT / The difficulty in interpreting the values of individual bioindicators is one of the major constraints to be overcome in soil quality assessments. Based on the use of the principles of calibration tests for soil nutrients, this study aimed to elaborate a proposal for interpretation of microbiological attributes (microbial biomass carbon, basal respiration and soil enzymes: β- glucosidase, cellulase, arisulfatase and acid phosphatase) in Rhodic Cerrado clayey and very clayey oxisols. The proposal was based on the relationships of these attributes with the cumulative relative yield of soybean and corn (CRY) and the levels of soil organic matter (SOM). In three long-term experiments conducted in Rhodic Cerrado clayey and very clayey oxisols, 24 treatments were selected, with variable content of extractable phosphorus and different cumulative yields of soybean and corn. Samples were collected to a depth of 0-10 cm in January 2011. The parameters evaluated were: SOM, microbial biomass carbon, basal respiration and soil enzymes β-glucosidase, cellulase, arylsulfatase and acid phosphatase. All microbiological attributes were positively correlated with CRY and SOM, which allowed the definition of reference levels (low, medium and adequate) for each attribute, as a function of CRY and SOM. The interpretation tables for microbial soil attributes developed based on these relationships were evaluated using literature data for the Cerrado and Southern region of Brazil. In cases where there was dissimilarity between the ratings of the microbiological attributes to the classification of SOM, we found not only the importance of standardization of methodologies for determining the microbiological attributes and the SOM, but also the influence of factors related to season, depth and soil sampling. Yet, despite these limitations, in the two databases, enzyme activities showed significant correlations with SOM. β- glucosidase, an enzyme linked to the carbon cycle, stood out with a good chance of commercial use in laboratories of soil analysis.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Agronomia e Medicina Veterinária, Programa de Pós-Graduação em Agronomia, 2016. / Texto liberado parcialmente pelo autor. Conteúdo restrito: Capítulos 1 e 2. / Submitted by Fernanda Percia França (fernandafranca@bce.unb.br) on 2016-09-12T17:06:46Z No. of bitstreams: 1 2016_LeandroMoraesdeSouza_Parcial.pdf: 741723 bytes, checksum: 99d90c538ef251c754e64b11ca8259e7 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2016-11-07T20:02:52Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_LeandroMoraesdeSouza_Parcial.pdf: 741723 bytes, checksum: 99d90c538ef251c754e64b11ca8259e7 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-11-07T20:02:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_LeandroMoraesdeSouza_Parcial.pdf: 741723 bytes, checksum: 99d90c538ef251c754e64b11ca8259e7 (MD5) / A interpretação dos valores individuais dos atributos microbiológicos tem sido um dos principais entraves encontrados por pesquisadores para se utilizar os bioindicadores, rotineiramente, em análises sobre o funcionamento da maquinaria biológica do solo. Aproveitando um gradiente de matéria orgânica do solo e rendimento acumulado de grãos de soja e de milho, estabelecidos em um experimento de longa duração, em função de diferentes doses e modos de aplicação de fósforo - P, esta tese de doutorado deu continuidade aos trabalhos de interpretação de bioindicadores, iniciados por Lopes et al., (2013), nos Latossolos argilosos de Cerrado. O principal objetivo foi o de ampliar as tabelas de interpretação dos bioindicadores, com amostras de solo coletadas não só na fase de floração das culturas, mas também, após a colheita das mesmas. Além disso, também foi avaliada, para diferentes atributos microbiológicos (carbono e nitrogênio na biomassa microbiana (CBM e NBM) e enzimas β-glicosidase, arilsulfatase, fosfatase ácida, desidrogenase, fosfatase alcalina, urease e FDA), a possibilidade de unificação da época de coleta de solo e dos processos de pré-tratamento das amostras de microbiologia e fertilidade de solo (peneiramento a 2 mm e secagem ao ar), gerando o conceito de amostragem FERTBIO. As avaliações foram conduzidas em 2013 e 2015, na fase de floração, com solo úmido, e na fase de pós-colheita, com solo seco ao ar. Além da boa adequação à amostragem realizada na póscolheita/solo seco, observou-se uma baixa variabilidade anual das enzimas arilsulfatase e β-glicosidase (capítulo 1) bem como do CBM e da desidrogenase (capítulo 2) nas duas épocas de amostragem. No caso específico das enzimas β-glicosidase e arilsulfatase, essas características, aliadas aos estudos que comprovam sua eficácia no monitoramento de áreas agrícolas, facilitam a adoção desses bioindicadores, em análises comerciais de solo, como parâmetros indicadores do seu biofuncionamento. O NBM e o ensaio de FDA não foram eficientes como bioindicadores capazes de diferenciar os tratamentos e não tiveram suas variações associadas ao rendimento acumulado de grãos e ao carbono orgânico do solo, impossibilitando a delimitação de classes de suficiência. Com exceção da enzima urease, a amostragem realizada na pós-colheita/solo seco promoveu reduções significativas na atividade de todos bioindicadores avaliados, tendo como consequência, o estreitamento na amplitude das classes de interpretação baixo/adequado. O ensaio de hidrólise de FDA foi o único parâmetro para o qual a amostragem pós-colheita/solo seco não foi representativa da amostragem floração/solo úmido. Em um outro estudo, observou-se relação linear positiva e significativa entre os teores de C orgânico da biomassa microbiana determinados pelos métodos de oxidação úmida e combustão a alta temperatura. O método de combustão a alta temperatura detectou, em média, 6,3% mais C orgânico do que o método por oxidação úmida. A equação y = 0,938(x) deve ser utilizada para conversão dos valores de CBM, determinados por combustão a alta temperatura (x), em valores determinados pelo método de oxidação úmida (y), para Latossolos argilosos de Cerrado. _______________________________________________________________________________________________ ABSTRACT / The interpretation of individual values of microbiological attributes has been one of the main constraints limiting the use of bioindicators, in commercial soil analysis. Taking advantage of a soil organic matter gradient, established on a long-term experiment, due to the application of various doses and placement methods of P fertilizers, this doctoral thesis continued the research of interpretation of biological indicators, started by Lopes et al., (2013), in a clayey Cerrado Oxisol. The main objective was to generate interpretation tables for biological indicators with soil samples collected not only at the crop flowering stage, but also at the post-harvest stage. We also evaluated, for different microbiological attributes (carbon and nitrogen in the microbial biomass (MBC and MBN) and β-glucosidase, arylsulfatase, acid phosphatase, dehydrogenase, alkaline phosphatase, urease and FDA enzymes), the possibility of unifying the sampling procedures for microbiology and fertility, generating the FERTBIO samples (for soil fertility and biology). During a two-year period (2013 and 2015), soil samples (0 to 10 cm) were collected at the flowering and at the post-harvest stage, in 24 treatments from three long-term experiments. Samples were analyzed to determine their enzyme activities and soil organic carbon (SOC) content. In addition to good adequacy for post-harvest sampling with air-dried soil samples, arylsulfatase and β-glucosidase (chapter 1) and MBC and dehydrogenase (Chapter 2) also presented a low annual variability. These features facilitate their adoption in soil commercial analysis, as indicators of the soil biological functioning. MBN and FDA were not able to differentiate the treatments and did not have their variances associated with the RCY and SOC, preventing the delimitation of sufficiency classes. With the exception of urease, air-drying of soil samples at the post-harvest stage promoted significant reductions for all bioindicators evaluated. As a consequence a reduction in the range of low/adequate interpretation classes occurred. FDA was the only parameter for which the air-dried/post-harvest sampling did not represent the field-moist/flowering stage sampling. In a study presented in Chapter 3 we observed a significant positive linear relationship between the organic carbon content of the microbial biomass determined by wet oxidation and combustion at high temperature methods. The combustion at high temperature method detected on average 6.3% more organic C than the wet oxidation method. The equation y = 0.938 (x) must be used for conversion of MBC values determined by combustion at high temperature (x) in values determined by wet oxidation method (y) for the clayey Cerrado Oxisols.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Agronomia e Medicina Veterinária, 2006. / Submitted by wesley oliveira leite (leite.wesley@yahoo.com.br) on 2009-11-24T20:47:00Z No. of bitstreams: 1 THAIS RODRIGUES COSER.pdf: 324852 bytes, checksum: 3165982fbf216e86792bec2c06018864 (MD5) / Approved for entry into archive by Joanita Pereira(joanita) on 2010-01-14T16:51:10Z (GMT) No. of bitstreams: 1 THAIS RODRIGUES COSER.pdf: 324852 bytes, checksum: 3165982fbf216e86792bec2c06018864 (MD5) / Made available in DSpace on 2010-01-14T16:51:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 THAIS RODRIGUES COSER.pdf: 324852 bytes, checksum: 3165982fbf216e86792bec2c06018864 (MD5) Previous issue date: 2006 / O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito de doses de nitrogênio mineral, no nitrogênio (NBMS) e carbono (CBMS) da biomassa microbiana do solo em diferentes profundidades, em um Latossolo Vermelho Amarelo cultivado com cevada. O experimento foi instalado em junho de 2004, em área experimental da Embrapa Cerrados no Distrito Federal, a qual foi anteriormente cultivada com milheto por três anos e posteriormente com soja por duas safras. Estabeleceu-se, pela primeira vez neste estudo, o sistema de plantio direto, empreendendo os seguintes tratamentos: quatro doses de nitrogênio (30, 60, 90 e 120 Kg N/ha) e o controle sem adubação nitrogenada. As amostras de solo foram coletadas em quatro profundidades: 0-5, 5-10, 10-20 e 20-30 cm e em três épocas: perfilhamento, floração e logo após a colheita. O CBMS foi avaliado pelo método da fumigação-extração. Em geral, o CBMS diminuiu com a profundidade, com exceção do tratamento sem adubação nitrogenada. Em doses mais elevadas, em geral, houve diminuição do CBMS e da razão CBMS:CORG com a aplicação de nitrogênio, principalmente nas camadas mais profundas do solo. Em geral, a adubação nitrogenada aumentou o qCO2 e a atividade respiratória microbiana, principalmente nas doses entre 60 e 90 Kg N/ha. Correlações negativas entre a razão CBMS:CORG, e o pH do solo foram observadas apenas na dose de 120 Kg Nha. O NBMS e a razão NBMS:NTOTAL diminuíram com a profundidade. Em geral, doses mais elevadas de nitrogênio não aumentaram o NBMS. O NTOTAL não foi alterado nas diferentes doses de nitrogênio, mas diminuiu com a profundidade. Houve correlação negativa entre o NBMS e o pH do solo em todas as doses de nitrogênio, com exceção da dose zero. Houve também, correlação positiva entre a razão NBMS:NTOTAL e o NBMS, porém não entre a razão NBMS:NTOTAL e o NTOTAL. __________________________________________________________________________________________ ABSTRACT / The objective of this study was to evaluate the effect of different nitrogen doses and soil depths on microbial biomass carbon and nitrogen in a sandy textured Oxisol, cultivated with barley. The experiment was installed in June, 2004, in an area located at Embrapa Cerrados, Federal District, which had been cultivated with millet for three years and subsequently with soya beans for two seasons. A first year no-till system was established in this experiment. The treatments were four doses of nitrogen (30, 60, 90 e 120 Kg N/ha) and a control without it. Soil samples were collected in four depths: 0-5, 5-10, 10-20 e 20-30 cm, with three replicates and in three sampling periods: tillering, flowering and right after the harvest. The CSMB was analyzed through the fumigation-extraction method. As a whole, the CSMB decreased with depth, except for the treatment were nitrogen was not added. The CSMB and CSMB:CORG decreased with higher doses of nitrogen, especially in the deeper layers of the soil. Nitrogen fertilization increased the metabolic quotient and microbial activity, especially in the doses of 60 e 90 Kg N/ha. For the treatment of 120 Kg N/ha, there was negative correlations between the CSMB:CORG and soil pH. The NSMB and NSMB:NTOTAL decreased with depth. As a whole, higher doses of nitrogen didn’t increase the NSMB. The NTOTAL wasn’t altered with the application of nitrogen, but it decreased with depth. There were negative correlations between the NSMB and soil pH for all the doses, with an exception for the treatment without nitrogen. There were also positive correlations between the NSMB:NTOTAL and NSMB, but not between NSMB:NTOTAL and NTOTAL.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Agronomia e Medicina Veterinária, Programa de Pós-Graduação em Agronomia, 2015. / Submitted by Ana Cristina Barbosa da Silva (annabds@hotmail.com) on 2015-05-19T20:04:21Z No. of bitstreams: 1 2015_AdrianaRodolfodaCosta.pdf: 1469637 bytes, checksum: a8eff15086338f494dd09b3dc2e20c3b (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2015-05-19T20:25:18Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_AdrianaRodolfodaCosta.pdf: 1469637 bytes, checksum: a8eff15086338f494dd09b3dc2e20c3b (MD5) / Made available in DSpace on 2015-05-19T20:25:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_AdrianaRodolfodaCosta.pdf: 1469637 bytes, checksum: a8eff15086338f494dd09b3dc2e20c3b (MD5) / Emissões antrópicas de gases de efeito estufa no Brasil podem ser provenientes de emissões de óxido nitroso (N2O) dos dejetos depositados em pastagens, e os microrganismos são os principais responsáveis pelas transformações do nitrogênio no solo. O objetivo deste estudo foi avaliar o impacto das excretas bovinas sobre os atributos microbiológicos do solo e as perdas gasosas de nitrogênio em áreas de pastagens sob Integração Lavoura-Pecuária (iLP) em Cerrado. Foram estabelecidas 48 parcelas, em um delineamento experimental de quatro blocos casualizados num esquema de parcelas sub-subdivididas, com três tratamentos (urina, fezes e controle); duas áreas de pastagem (Área 1- pastagem de três anos de Urochloa ruziziensis e Área 2 - pastagem de um ano de Urochloa. brizantha cv. Piatã), duas épocas de aplicação das excretas (seca e chuvosa), em dois anos de aplicações. Nas câmaras com excretas, foram aplicados 0,5 L de urina e 2 kg de fezes, os quais foram distribuídos uniformemente no interior das parcelas. As amostragens de gás foram feitas pelo método da câmara estática fechada. As avaliações ocorreram em sete dias consecutivos após a aplicação das excretas, posteriormente duas vezes por semana, e por fim quinzenalmente, durante 502 dias consecutivos no período seco e 388 durante o período chuvoso. Concomitantemente realizou-se amostragem de solo para verificação do espaço poroso saturado por água (EPSA), teores de nitrato e amônio no solo, e volatilização de amônia (NH3). Para a determinação dos atributos microbiológicos foram coletadas amostras de solo trinta dias após a aplicação das excretas, das quais determinou-se o carbono e nitrogênio da biomassa microbiana (CBM e NBM), carbono (CT) e nitrogênio total (NT), respiração basal, relação NBM:NT, quociente microbiano (CBM:CT) e quociente metabólico (qCO2). Os dados foram submetidos à análise de variância e as médias comparadas pelo teste de Tukey a 5% de probabilidade. A deposição de excretas em pastagens sob iLP aumentou sensivelmente os fluxos de N2O do solo e de NH3 volatilizada, comparado ao controle. Na época seca, os fluxos de óxido nitroso estão associados à maior disponibilidade de amônio. Já na época chuvosa estes fluxos estão associados à disponibilidade de nitrato no solo e EPSA. Áreas com o componente pastagem mais recente no sistema iLP apresentam maiores perdas por volatilização de NH3 e menores de N2O quando a fonte de N é a urina bovina, independente da época do ano. Os maiores fatores de emissão de N2O são observados para a urina (0,32%) e na época chuvosa do ano (0,36%), porém estão bem abaixo do indicado pelo IPCC. As fezes de bovinos em áreas de pastagens sob iLP têm maior efeito sob os atributos microbiológicas do solo que a urina, quando estas são avaliadas trinta dias após a aplicação. Os atributos microbiológicos do solo tendem a aumentar gradualmente com o desenvolvimento do componente pastagem do sistema de iLP, associada à aplicações de excretas bovinas. / Anthropogenic emissions of greenhouse gases in Brazil can be derived from nitrous oxide (N2O) of waste deposited in pastures, and microorganisms are the main responsible for the nitrogen transformations in soil. The objective of this study was to evaluate the impact of bovine excretas on microbiological soil properties and gaseous nitrogen losses in pastures under Crop-Livestock Integration (iCL) in the Cerrado. Fourty eight plots were established in four randomized complete block in a split-plot design with three treatments (urine, feces and control), two areas with pastures (Área 1 - Three years of pasture with Urochloa. ruziziensis e Área 2 – One years of pasture with Urochloa. brizantha cv. Piatã), two periods of excreta application (dry and wet seasons) repeated in time (two years of applications). For cameras with excretas, 0.5L of urine and 2 kg of faeces were applied, which were uniformly distributed inside the plots. The gas samples were taken by the method closed static chambers. Assessments were made in seven consecutive days after the application of excretas, then twice a week, and finally every fortnightly during 502 consecutive days during the dry season and 388 during the rainy season. Concurrently, soil sampling was carried out to verify the water filled pore space (WFPS), nitrate and ammonium concentrations and ammonia volatilization emissions (NH3). Soil samples were collected at thirty days after the application of excretas to determine the microbiological properties which were: microbial biomass carbon and nitrogen (MBC and MBN), total carbon (TC) and soil nitrogen (TN), basal respiration, ratio MBN:TN, microbial quocient (MBC:TC) and microbial metabolic quocient (MBC:TC). Data were subjected to analysis of variance and means were compared by Tukey test at 5% probability. The disposal of excretas in pastures under iCL significantly increased the flow of nitrous oxide in the soil and volatilized ammonia, compared to the control. In the dry season, the nitrous oxide flows are associated with greater ammonium availability. In the rainy season these flows are associated with the availability of nitrate in the soil and WFPS. Areas with the latest pasture component in the iCL system have higher losses by volatilization of NH3 and lower losses of N2O when the N source is cattle urine, regardless of the period of year. The largest nitrous oxide emission factors were obtained for urine (0.32%) and during the rainy season (0.36%), but these values are lower than those indicated by the IPCC. The bovine feces of iCL under pasture areas have greater effect on the microbiological soil properties than urine when they are evaluated at thirty days after the application. Microbiological soil attributes tend to gradually increase with the development of the pasture under iCL system, related to the bovine excreta applications.