A cana-de-açúcar é atualmente a cultura de maior importância agrícola do Estado de São Paulo, a partir da qual são gerados açúcar e etanol, além de vários outros subprodutos. No entanto, com a expansão das fronteiras agrícolas e alterações nas práticas de manejo, ocorre atualmente um momento de adequação de tal cultivo, que visa uma maior produtividade e sustentabilidade de produção. Para isto, dentre outros fatores, o papel da comunidade microbiana presente nos solos pode ter fundamental importância, auxiliando no melhor desenvolvimento da planta. No entanto, pouco se sabe sobre a comunidade microbiana existente nos solos cultivados com cana-de-açúcar. Dessa forma, este trabalho teve como objetivo avaliar a diversidade e a abundância de fungos em solos de cultivo de cana-deaçúcar no estado de São Paulo, em áreas sob diferentes atributos químicos, físicos e de manejo. Objetivou-se também, verificar a ocorrência de padrões biogeográficos na estruturação de tais comunidades. Para isso, foi realizada a análise da estrutura das comunidades fúngicas por polimorfismo de comprimento de fragmentos de restrição terminal (T-RFLP), juntamente com a quantificação destas comunidades por meio da PCR em tempo real (qPCR) em 476 amostras de solo, obtidas de 11 áreas de cultivo (usinas). Dentro deste conjunto de dados, temos que os atributos químicos, físicos e manejo explicam maiores valores de variância dentro de cada área amostra, mas pouco explicam da variância geral dos dados, sugerindo a ocorrência de padrões biogeográficos das comunidades de fungos neste ambiente. Tal ocorrência foi confirmada pela significância estatística da correlação entre distância e dissimilaridade das comunidades de fungos, dando suporte a geração dos primeiros mapas biogeográficos de fungos em tais solos. Adicionalmente, a abundância de fungos mostrou-se relacionada com a produtividade da cultura, indicando este ser um dos fatores que modulam a produtividade de cana-de-açúcar nas áreas avaliadas. / The sugarcane is nowadays, the most important crop in the State of São Paulo, serving as the raw material for the production of sugar and ethanol, besides many others by-products. Considering the expansion of agricultural barriers, and shifts in fields management, such cultivation is under a re-arrangement process, aiming to a higher productivity and sustainability. In order to achieve that, among other factors, the role of microbial communities present in soils can be essential to support plant development. However, a few is known about the microbial community under sugarcane crop production soils. Hence, this work intended to evaluate the fungi diversity and abundance in soils cultivated with sugarcane in the State of São Paulo, exploring areas under distinct chemical and physical attributes and also distinct management practices. It was also aimed to determine the occurrence of biogeographically patterns in the structure of such communities. Indeed, it was made the analysis of the fungal community structure by terminal restriction fragment length polymorphism (T-RFLP), together with the quantification of these communities by real time PCR (qPCR) in 476 soils samples, collected in 11 areas cultivated with sugarcane (mills). Within this dataset, it was found that chemical, physical and management attributes explain higher values of variance within each sampled area, but explain little about the total variance of data, suggesting the occurrence of biogeographically patterns in fungal communities in this environment. It was confirmed by the statistical significance of the correlation between distance and dissimilarity of fungal communities, supporting the generation of very first biogeographically maps in such soils. Additionally, the abundance of fungi revealed to be related with sugarcane productivity, indicating this issue as one of the factors modulating the sugarcane productivity in the evaluated areas.

Avaliou-se o efeito das doses dos metais, cádmio e níquel, na velocidade de degradação da matéria orgânica adicionada ao solo através de torta de filtro em ensaios de respirometria. O solo utilizado, Latossolo Vermelho Amarelo de textura média, foi amostrado a uma profundidade de 0-20 cm. Foram aplicadas doses de 0; 28; 56; 112 e 200 mg kg-1 de cádmio e 0; 62,5; 125; 250 e 500 mg kg-1 de níquel como CdCl2.2,5H2O e NiCl2.6H2O, respectivamente. As doses de torta de filtro foram de 0, 40, 80 e 120 Mg ha-1, definidas com base nas doses normalmente aplicadas no cultivo de cana. Na instalação dos experimentos, as massas requeridas dos metais foram adicionadas a 800 g de solo, após a incorporação da torta de filtro. Foram empregados potes de vidro com tampa vedante e capacidade de 2 L, contendo solo umedecido para atingir 80% da capacidade máxima de retenção de água. A incubação foi conduzida à temperatura de 28oC durante 72 dias. Os dois ensaios de incubação, um para cádmio e outro para níquel, foram conduzidos em esquema fatorial 5 x 4, em delineamento inteiramente casualizado, com 3 repetições. O CO2 liberado do solo foi absorvido em solução de NaOH e quantificado por método condutimétrico. No solo, após o período de incubação, foram determinados: pH (H2O) e a fração do metal extraído por solução DTPA-TEA pH 7,3. Curvas de respiração foram estabelecidas a partir das quantidades acumuladas de CO2 liberado e ajustadas ao modelo duplo de cinética de primeira ordem. O efeito dos metais foi avaliado em função das constantes de velocidade obtidas nos ajustes. Considerando-se o pH do solo, medido no final da incubação, observou-se tendência de elevação do pH em função das doses de cádmio aplicadas nas maiores doses de torta de filtro. Para o níquel, na ausência de torta de filtro ou na dose de 40 Mg ha-1 não ocorreu resposta, por outro lado, observou-se um efeito mais expressivo a elevação do pH na dose de 120 Mg ha-1 de torta de filtro e na presença de 500 mg kg-1 de níquel. De maneira geral, a extração de cádmio do solo, ao final do experimento, através da solução DTPA-TEA pH 7,3 foi maior que a de níquel. A torta de filtro afetou mais a eficiência de extração do níquel do que do cádmio. A produção total de CO2 acumulada foi afetada negativamente tanto pelo cádmio como pelo níquel em proporção direta às doses dos metais. Observou-se ainda um efeito positivo dos metais sobre a velocidade de degradação, ou seja, os parâmetros cinéticos indicaram que, sob efeito dos metais estudados, a torta de filtro é degradada em menor proporção, mas de maneira mais rápida. Considerando-se a porcentagem de degradação da matéria orgânica, conclui-se que o efeito negativo de cádmio e níquel estudados foi similar, com uma redução de 46 e 48 %, respectivamente. O efeito do cádmio na degradação foi mais pronunciado na dose de 50 mg kg-1, enquanto que o efeito do níquel variou linearmente com o aumento das doses do metal. / It was evaluated the effect of doses of nickel and cadmium on the degradation of the organic matter applied to soil by means of filter cake in a respirometry trial. Soil employed was Latossolo Vermelho Amarelo, sampled in the field at depth of 0-20 cm. It were applied doses of 0; 28; 56; 112 and 200 mg kg-1 Cd and 0; 62,5; 125; 250 and 500 mg kg-1 Ni as CdCl2.2,5H2O and NiCl2.6H2O, respectively. The filter cake doses were 0, 40, 80 e 120 Mg ha-1, defined in a sugarcane crop basis. In the start of the experiment, a require metals mass was added to 800g soil mass, after filter cake incorporation. It were applied 2 liter glass flask with a closed stopple. Soil moisture was adjusted to 80% of the water holding capacity value and the incubation carried out at 28 degrees Celsius during 72 days. The two trials, one for nickel and the other for cadmium, were established in a 5 x 4 factorial and fully randomized design with 3 replications. The CO2 gas evolved from soil due to microbial respiration was absorbed in a fixed volume of NaOH solution and its amount was then estimated by a condutometric method. After the incubation period the soil pH and the metal content extracted by the DTPA-TEA pH 7,3 solution were determined. Respiratory curves were established through the accumulated amount of CO2 evolved from soil using a double phase first order kinetics model and the metal effect was analyzed with basis on the first order rate constants. The metals effect was evaluated in constant velocity role obtained by adjusts. Considering the soil pH, measured at the end of the incubation period, it was observed a trend of pH increasing as doses of cadmium increase, applied on the greater filter cake doses. Concerning nickel, in filter cake absence or in the 40 Mg ha-1 dose of there was no response and the most expressive effect of pH rising occurred in dose of 120 Mg ha-1 of filter cake in the presence of 500 mg kg-1 nickel. In general the extraction of cadmium in the soil, at the end of the experiment, by solution DTPA-TEA pH 7,3 was greater than nickel. The filter cake affected more the efficiency extraction of nickel than cadmium. The accumulated total CO2 production was affected negatively as cadmium as for nickel in direct ratio to the doses of the metals. It was still observed a positive effect of metals on the degradation speed of filter cake organic matter. The kinetic parameters indicated that, under effect of studied metals, the filter cake is degraded in a lesser ratio, but in a faster manner. Considering the percentage of organic material degradation, it was concluded that the negative effect of cadmium and nickel was similar, with a reduction of 46 and 48 %, respectively. The cadmium effect on the degradation was more pronounced with 50 mg kg-1, while the nickel effect rose linearly with metal doses increase.

A dinâmica dos herbicidas no solo é influenciada pela umidade e pela quantidade e qualidade da matéria orgânica, que são variáveis nos agregados organominerais. Os objetivos foram avaliar a influência do grau de umidade na mineralização e sorção do 2,4-D (ácido fraco) e Diuron (não ionizável), em quatro latossolos com diferentes quantidades de matéria orgânica do solo (M.O.S.), avaliar a influência do tamanho do agregado (> 150, 54 – 150, 21 – 53, 2 – 20 e < 2 mm) na sorção dos herbicidas e determinar o grau de humificação para explicar possíveis diferenças na sorção. Foram utilizadas amostras superficiais (0 - 0,2 m) de um Latossolo Amarelo distrófico (LAd) (Piracicaba/SP), de um Latossolo Amarelo ácrico (LAw) (Uberlândia/MG), de um Latossolo Vermelho ácrico (LVw-1) (Uberlândia/MG) e de um Latossolo Vermelho ácrico (LVw-2) (Canoinhas/SC). Foram determinados os valores de pH (em H2 O, KCl 1,0 mol L -1 e CaCl2 0,01 mol L -1 ), a quantidade de M.O.S., de fósforo, de K + , de Ca 2+ , de Mg 2+ , de Al 3+ e estimada a soma H+Al. Os óxidos de ferro, de alumínio e de silício foram quantificados após extração com ácido sulfúrico, os óxidos de ferro “livre” e mal cristalinizado também foi determinado e a análise granulométrica foi efetuada pelo método do densímetro, sendo quantificada também a argila dispersa em água (ADA). Foi determinada a mineralogia por difração de raio-X. Foram quantificadas as frações organominerais dos solos. Foram dispersos 40 g de solo em 160 mL de água destilada, que foram agitados a 160 agitações min -1 por 16 h e sonificada por 15 min. Após disperso, o solo foi peneirado para separar os agregados > 150 mm e entre 53 e 150 mm. Os agregados menores que 53 mm foram separados por sedimentação. Foi determinado o carbono orgânico dos agregados e do solo por combustão. A atividade microbiana dos solos foi determinada pelo método da radiorespirometria. Amostras dos solos foram incubadas com 14 C-2,4-D e 14 C-diuron por 42 dias umedecidas a 25, 50 e 75 % da capacidade de campo em sala climatizada semi-escura a 22 ± 2 o C, após foram realizadas três extrações com CaCl2 0,01 mol L -1 . O solo foi então fracionado após oxidação para determinar o os herbicidas sorvidos no solo e, posteriormente nos diferentes agregados. O grau de humificação das amostras foi determinado por fluorescência. A mineralização do 2,4-D foi de 62 % no LAd a 75 % da capacidade de campo. A difusão foi responsável pela sorção dos herbicidas. O 2,4-D foi menos sorvido no LAd, que tinha maior pH e menor quantidade de M.O.S.. Os solos apresentaram maior quantidade de agregados > 150 mm. Os agregados organominerais de diâmetro menores que 53 mm apresentaram maior acúmulo de carbono. A exceção do LAd, os herbicidas foram mais sorvidos pelos agregados maiores que 53 mm. A sorção só aumentou nos agregados menores que 53 mm, quando a amostra foi incubada a 75 % da capacidade de campo. Porém, no caso do diuron, isto só foi verificado no LAw e LVw-1. As sucessivas extrações alteraram a estabilidade dos agregados. O LAd que se localiza em uma área de cultivo tem maior grau de humificação que o LVw-2 localizado em uma área não cultivada. Os agregados de diâmetro entre 53 e 150 mm, foram os que tiveram maior grau de humificação nos solos. / The dynamic of herbicides in soils is influenced by soil moisture and organic matter contents and also by their quality, which are variable in the organic-mineral aggregates of the soils. The aims of this research were to evaluate the effects of soil moisture on the mineralization and sorption of the herbicides 2,4-D (weak acid) and diuron (non-ionic), in four Oxisols with different contents of soil organic matter (SOM), as well as to evaluate the influence of aggregate sizes (> 150, 54 – 150, 21 – 53, 2 – 20 and < 2 mm) and degree of humification in the sorption of these herbicides. Surface samples (0 – 0.2 m) of one Xanthic Hapludox (LAd, from Piracicaba/SP), one Xanthic Acrudox (LAw, from Uberlândia/MG), and two Anionic Acrudox (LVw-1 from Uberlândia/MG and LVw-2 from Canoinhas/SC) were collected. SOM, phosphorus, K + , Ca 2+ , and Mg 2+ contents and pH values (in H2 O, in KCl 1.0 mol L -1 and in CaCl2 0.01 mol L -1 ) were measured, whereas H+Al was calculated. Fe, Al, and Si oxides were quantified after soil extraction with H2SO4. Free and amorphous Fe oxides were determined by DCB and oxalate method, respectively. Granulometric analysis and water dispersed clay (WDC) were quantified by the densimeter method. The mineralogy was evaluated by X-ray diffraction. In order to quantify soil organic-mineral aggregates, 40 g of soil was added to 160 mL of distilled water in centrifuge tubes, which were shaken for 16 h at 160 rpm and sonicated for 15 min at 240 W. The aggregates > 150 and 53 – 150 mm were obtained by sieving, whereas the aggregates < 53 mm were obtained by sedimentation. Soil and aggregate organic carbon contents were obtained by combustion. The soil microbial activity was obtained by the radiorespirometry method. Soils were incubated with 14 C-2,4-D and 14 C-diuron, for 42 d at 25, 50 and 75 % of the field capacity and remained in a semi-dark room at controlled temperature of 22 ± 2 o C. Then, the pesticides were extracted three times with CaCl2 0.01 mol L -1 and, afterwards, the soil samples were fractionated in order to quantify the amount of herbicides in the aggregates. In these, the degree of humification was obtained by fluorescence. Diffusion markedly affected the herbicides sorption. For example, 2,4-D mineralization was 62 % on LAd only at 75 % field capacity. As expected, 2,4-D was less sorbed on LAd that had higher pH and lower SOM content. In general, the soils presented higher amounts of aggregates > 150 mm. The organic-mineral aggregates < 53 mm presented higher organic carbon content. However, the herbicides were more sorbed in the aggregates > 53 mm, except for LAd. When the soil were at 75 % of the field capacity, the sorption increased in the aggregates < 53 mm for 2,4-D, but it was only verified for LAw and LVw-1 for diuron. The successive extractions altered the aggregate stability. The LAd located in a tilled area had higher degree of humification than the LVw-2 located in a non-tilled area. The soil aggregates between 53 and 150 mm presented higher degree of humification.

Os microrganismos representam a forma de vida mais abundante e diversificada do planeta. A atividade agrícola leva a uma redução da biodiversidade do solo e a menor diversidade microbiana pode resultar na diminuição da ciclagem de nutrientes e no crescimento das plantas. Como forma de avaliar alterações na atividade microbiana e na estrutura das comunidades de bactérias do solo, decorrentes do cultivo da cana-de-açúcar, foram conduzidos dois experimentos. O primeiro, no município de Novo Horizonte (SP), com o objetivo de determinar ação da queima da cana-de-açúcar sobre a comunidade de bactérias do solo e o segundo experimento, nos municípios de Pirassununga (SP) e Jaboticabal (SP), com o objetivo de verificar o efeito da adubação nitrogenada sobre a comunidade bacteriana do solo. Amostras de terra foram coletadas nas profundidades 0-10 e 10-20 cm, na linha e entrelinha de plantio. No primeiro experimento foram utilizadas três cultivares de cana-de-açúcar (SP81-3250, SP80-1842 e RB72-454) sob os sistemas de manejo de colheita sem queima (mecanizada) e com queima (manual) prévia a colheita. Nesse experimento foram avaliadas a diversidade metabólica (Biolog) e a estrutura das comunidades bacterianas por meio da PCR-DGGE do gene rRNA 16S. A mudança no manejo de colheita da cana-de-açúcar provocou modificações no metabolismo heterotrófico do solo, alterando a diversidade metabólica. No entanto, não houve mudanças na estrutura das comunidades bacterianas do solo com e sem queima sob a variedade SP801842. Dessa forma, a primeira queima da cana-de-açúcar previamente à colheita alterou a capacidade e a diversidade metabólica microbiana, mas não mudou a estrutura das comunidades de bactérias em relação à área sem queima. No segundo experimento foram avaliadas amostras de terra, de duas áreas experimentais, sob cultivo de cana-de-açúcar (SP813250), com diferentes doses de N (0, 40, 80 e 120 kg de N ha-1) na forma de uréia, aplicadas no sulco de plantio. Para verificar possíveis alterações na comunidade bacteriana desses solos, foram avaliadas a estrutura das comunidades bacterianas por PCR-DGGE e a diversidade de bactérias oxidadoras de amônio (AOB), pelo seqüenciamento de bibliotecas do gene rRNA 16S, utilizando oligonucleotídeos iniciadores específicos. As doses de N alteraram a estrutura das comunidades bacterianas do solo nas duas áreas experimentais, determinadas por PCR-DGGE, entretanto, a adubação nitrogenada não alterou a diversidade de AOB no solo, das duas áreas. A estrutura da comunidade de AOB no solo da USA, sem adubação nitrogenada e com 80 kg de N ha-1 diferiu estatisticamente. Nas duas áreas, as unidades taxonômicas operacionais mais abundantes se relacionam filogeneticamente a Nitrosospira multiformes. / The microorganisms are the most abundant and diverse living creatures on earth. The agricultural practices reduce the soil biodiversity and a lower microbial diversity can result in a nutrient cycling and plant growth reduction. Two sugarcane crops experiments were investigated to evaluate modifications in the microbial activity and soil bacterial communities structure. The first of them was done at municipality of Novo Horizonte, Sao Paulo State (SP), and it has the aim to determine the sugarcane burn effects on soil bacterial community. The second experiment was introduced at municipalities of Pirassununga (SP) and Jaboticabal (SP) with the objective to verify the nitrogen fertilizing effect on soil bacterial community. The soil samples were taken in 0-10 cm and 10-20 cm depth, between and in the planting furrows. We used three sugarcane varieties (SP81-3250, SP80-1842 e RB72-454) in the first experiment under unburned and burned sugarcane pre-harvest. We evaluated metabolic diversity (Biolog) and the bacterial community structure performing PCR-DGGE of 16S rRNA gene in the first experiment. The sugarcane harvest management had modified the soil heterotrophic metabolism by altering its diversity. In spite of that, there is no difference between the burned and unburned soil bacterial communities under the variety SP80-1842. For that reason, the first year pre harvest burn altered the microbial metabolic diversity and capacity but did not change the bacterial community structure when related with unburned area. In the second experiment, soil samples under the SP81-3250 variety were analyzed from two sites. Each site received different levels of urea as nitrogen fertilization (0, 40, 80 e 120 kg de N ha-1) applied at planting furrows. The PCR-DGGE was applied to verify changes in the bacterial communities structure in these soils. The ammonia-oxidizing bacteria (AOB) diversity was evaluated by sequencing of 16S rRNA gene libraries after the amplification with specific primers. The levels of nitrogen fertilization altered the soil bacterial communities structure in both study sites, by PCRDGGE evaluation. However, the nitrogen application did not alter the soil AOB diversity in those two sites. The soil AOB community structure under no nitrogen and 80 kg N ha-1 application was different from the community structure under the other levels of fertilization in one of the two sites. The operational taxonomic unit are phylogenetically related to Nitrosospira multiformes in the two sites.

A cana-de-açúcar é atualmente a cultura de maior importância agrícola do Estado de São Paulo, a partir da qual são gerados açúcar e etanol, além de vários outros subprodutos. No entanto, com a expansão das fronteiras agrícolas e alterações nas práticas de manejo, ocorre atualmente um momento de adequação de tal cultivo, que visa uma maior produtividade e sustentabilidade de produção. Para isto, dentre outros fatores, o papel da comunidade microbiana presente nos solos pode ter fundamental importância, auxiliando no melhor desenvolvimento da planta. No entanto, pouco se sabe sobre a comunidade microbiana existente nos solos cultivados com cana-de-açúcar. Dessa forma, este trabalho teve como objetivo avaliar a diversidade e a abundância de fungos em solos de cultivo de cana-deaçúcar no estado de São Paulo, em áreas sob diferentes atributos químicos, físicos e de manejo. Objetivou-se também, verificar a ocorrência de padrões biogeográficos na estruturação de tais comunidades. Para isso, foi realizada a análise da estrutura das comunidades fúngicas por polimorfismo de comprimento de fragmentos de restrição terminal (T-RFLP), juntamente com a quantificação destas comunidades por meio da PCR em tempo real (qPCR) em 476 amostras de solo, obtidas de 11 áreas de cultivo (usinas). Dentro deste conjunto de dados, temos que os atributos químicos, físicos e manejo explicam maiores valores de variância dentro de cada área amostra, mas pouco explicam da variância geral dos dados, sugerindo a ocorrência de padrões biogeográficos das comunidades de fungos neste ambiente. Tal ocorrência foi confirmada pela significância estatística da correlação entre distância e dissimilaridade das comunidades de fungos, dando suporte a geração dos primeiros mapas biogeográficos de fungos em tais solos. Adicionalmente, a abundância de fungos mostrou-se relacionada com a produtividade da cultura, indicando este ser um dos fatores que modulam a produtividade de cana-de-açúcar nas áreas avaliadas. / The sugarcane is nowadays, the most important crop in the State of São Paulo, serving as the raw material for the production of sugar and ethanol, besides many others by-products. Considering the expansion of agricultural barriers, and shifts in fields management, such cultivation is under a re-arrangement process, aiming to a higher productivity and sustainability. In order to achieve that, among other factors, the role of microbial communities present in soils can be essential to support plant development. However, a few is known about the microbial community under sugarcane crop production soils. Hence, this work intended to evaluate the fungi diversity and abundance in soils cultivated with sugarcane in the State of São Paulo, exploring areas under distinct chemical and physical attributes and also distinct management practices. It was also aimed to determine the occurrence of biogeographically patterns in the structure of such communities. Indeed, it was made the analysis of the fungal community structure by terminal restriction fragment length polymorphism (T-RFLP), together with the quantification of these communities by real time PCR (qPCR) in 476 soils samples, collected in 11 areas cultivated with sugarcane (mills). Within this dataset, it was found that chemical, physical and management attributes explain higher values of variance within each sampled area, but explain little about the total variance of data, suggesting the occurrence of biogeographically patterns in fungal communities in this environment. It was confirmed by the statistical significance of the correlation between distance and dissimilarity of fungal communities, supporting the generation of very first biogeographically maps in such soils. Additionally, the abundance of fungi revealed to be related with sugarcane productivity, indicating this issue as one of the factors modulating the sugarcane productivity in the evaluated areas.

Plantios mistos de eucalipto com leguminosas arbóreas vêm sendo estabelecidos a fim de aumentar os teores de nutriente no solo, e estimular a ciclagem biogeoquímica. Para tanto, este trabalho teve como objetivo avaliar alguns atributos microbianos e químicos do solo e serapilheira dos primeiros 20 meses de crescimento de uma segunda rotação de plantios puros e mistos de E. grandis e A. mangium. Foram coletadas amostras de solo e raízes (profundidade de 0-10 cm) e serapilheira aos 2, 7, 14 e 20 meses após o plantio dos seguintes tratamentos: monoculturas de A. mangium e E. grandis sem fertilização nitrogenada, monocultura de E. grandis fertilizado com N e plantio misto entre E. grandis e A. mangium (50E:50A). Dentre os atributos microbianos e bioquímicos do solo foram avaliados o C e N da biomassa microbiana, respiração basal, a atividade das enzimas desidrogenase, celulase, urease, fosfatase ácida, fosfatase alcalina, número de esporos e taxa de colonização de fungos micorrízicos arbusculares. Os atributos químicos do solo avaliados foram: C e N total do solo, P disponível, pH e umidade. Na serapilheira foram avaliadas as concentrações de C, N e P total. As informações obtidas revelaram que houve um efeito cumulativo recorrente da primeira rotação, principalmente na área plantada com A. mangium. Foi possível verificar que no inicio dos plantios florestais os teores de C e N total e P disponível no solo não se alteram drasticamente. Em contrapartida, os conteúdos totais desses elementos na serapilheira são extremamente dinâmicos, dissimilares entre os tratamentos e altamente relacionados com os atributos microbianos e bioquímicos do solo. A. mangium apresentou uma serapilheira com menor relação C/N e C/P, e essa característica se manteve quando ela foi planta com E. grandis, que também apresentou diminuição da relação C/N e C/P da serapilheira. Isso pode ter ocorrido em função ao estimulo da microbiota do solo, sobretudo das fosfatases e pela associação com das plantas com fungos micorrízicos arbusculares. Neste caso, presume-se que a A. mangium é a grande responsável por favorecer a maior atividade microbiana e colonização de FMA em E. grandis no plantio misto quando comparado com os plantios puros de E. grandis. As fosfatases ácida e alcalina foram os atributos microbianos que mais se alteraram com o desenvolvimento vegetal, mostrando a sensibilidade dessa variável aos sistemas de plantio. Estes resultados são informações importantes não apenas sobre a capacidade do plantio misto de E. grandis e A. mangium em maximizar a ciclagem de N e P, mas também sobre o conhecimento da dinâmica desses elementos e da microbiota do solo no inicio dos plantios florestais, fato este pouco abordado pela literatura. / Intercropped plantation between leguminous and eucalyptus has been establishment to increase soil nutrients content and stimulate the biogeochemistry cycling. This work aim evaluated some microbial and chemistry attributes of soil and litter in the early stages of the second rotation of mixed and pure plantations of E. grandis and A. mangium. Soil and roots samples (at 0-10 cm depth) and litter samples were collected at two, seven, 14, and 20 months after planting in the following treatments: monocultures of A. mangium and E. grandis, a monoculture of E. grandis with N-fertilizer, and an intercropped plantation with E. grandis and A. mangium (50E:50A). The intercropped plantation area was subdivided and soil samples collected around of the A. mangium and E. grandis individuals in order to compare the rhizosphere effects of each tree species within this treatment. The microbial and biochemistry attributes measured were: microbial biomass C and N, microbial respiration, metabolic quotient (qCO2), metabolic microbial, enzymatic activity (dehydrogenase, cellulase, urease, acid phosphatase and alkali phosphatase), spore diversity and density and root colonization by arbuscular mycorrhizal fungi. The chemistry soil attributes evaluated were: Total C, total N, available P, pH and moisture. Total C, N and P litter were evaluated. There was a cumulative effect due the first rotation, mainly at A. mangium monoculture. Soil chemistry attributes (total C, total N and available P) were little altered in early stage of the plantations. However, litter attributes were extremely dynamics, dissimilar between treatments and correlated with the soil microbial attributes. A. mangium showed decrease of the litter C/N and C/P ratios (pure and intercropped plantation). In this case, E. grandis also decrease the litter C/N and C/P ratios when planted with A. mangium. Intercropped plantation stimulated the microbial activity, mainly the phosphatases and root colonization by arbuscular mycorrhizal fungi. Thus, presumably A. mangium is the greater responsible to stimulate the soil microbial community in intercropped plantation, favoring E. grandis. Alkali and acid phosphatase were microbial attributes more drastically altered with plant development, showing the sensibility these variables. These results are important information not only about to intercropped plantation capacity for maximize N and P cycling, but also about the knowledge of the dynamic of these elements and the soil microbial in early stages of the forestry plantations, which is little reported to literature.

Made available in DSpace on 2016-08-31T13:19:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 FernandaCMF_DISSERT.pdf: 1131093 bytes, checksum: 59230e92e201e6ecbb2e4dc558b93249 (MD5) Previous issue date: 2016-02-24 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Salinity is a factor of great concern on soil degradation and is a threat to the microbial communities, and it prevents the release of soluble compounds in water and restricts the metabolic capacity of microorganisms to biodegrade. It increases the respiratory rate of the microbiota, which indicates high microbial activity, however, due to the negative effects of salinity, microbial activity tends to decrease. The present study aimed to evaluate the microbial activity of two different types of soils, Oxisols and Inceptisols, from agricultural areas located in the state of Rio Grande do Norte. The soils were distributed in sealed bottles, arranged in a randomized block design (RBD) and arranged in a saturated paste extract factorial of scheme 2 x 5 x 2, referring to the two soils, the five ECe (electrical conductivity in the saturated paste extractand two doses of organic material (presence or absence) and, tested in triplicate. The indirect measurement of microbial activity was determined according to the Standard Specifications of the Bartha Respirometric Method, adapted. Then, the regression of CO2 was taken against time for all treatment and for the evaluation of the final CO2 production, the surface response model was used. The experiment, conducted by 133 days of incubation, found a production of CO2 always higher in treatments with the addition of organic matter than in its absence, considering the same ECe. The CO2 production was obtained by the Oxisols, the treatments with and without organic matter, was in T40 and T41, referring to treatments with the highest ECe in the absence and presence of organic matter, respectively; on the CO2 production rate, salinity not affected and, in the presence of organic material, the treatments showed higher values than the control. In Inceptisols, CO2 production increases in the presence of organic matter, but decreases with increasing salinity, whose effect was also observed for the CO2 production rate. So, there was a difference in salt tolerance between soils, although the addition of organic matter has improved microbial activity in different salinities / A salinidade é um fator cada vez mais preocupante de degradação do solo e uma ameaça às comunidades microbianas, pois impede a liberação de compostos solúveis na água e restringe a capacidade metabólica dos microrganismos à biodegradação. Esta, por sua vez, faz aumentar a taxa respiratória da microbiota, a qual indica alta atividade microbiana, contudo, devido aos efeitos negativos da salinidade, a atividade microbiana tende a diminuir. Neste sentido, o presente estudo objetivou avaliar a atividade microbiana em dois solos, Latossolo Vermelho Eutrófico e Cambissolo Háplico, de áreas agrícolas localizadas no estado do Rio Grande do Norte. Os solos foram distribuídos em frascos hermeticamente fechados, organizados em Delineamento em Blocos Casualizados (DBC) e arranjados em esquema fatorial 2 x 5 x 2, referente aos dois solos, cinco CEes (condutividade elétrica no estrato de saturação) e duas doses de matéria orgânica (presença e ausência) e, testados em triplicata. A avaliação indireta da atividade microbiana foi determinada de acordo com a Norma Especifica do Método Respirométrico de Bartha, adaptada. E então, foi feita a regressão do CO2 em função do tempo para todos os tratamentos e, para a avaliação da produção final de CO2, utilizou-se o modelo de superfície de resposta. O experimento, conduzido por 133 dias de incubação, constatou uma produção de CO2, na mesma CEes, sempre maior nos tratamentos com adição de matéria orgânica do que na sua ausência. Para o Latossolo Vermelho Eutrófico, a maior produção de CO2, nos tratamentos sem e com matéria orgânica, foi em T40 e em T41, referentes aos tratamentos com a maior CEes, na ausência e presença de matéria orgânica, respectivamente; sobre à taxa de produção de CO2, a salinidade não a afetou e, na presença de material orgânico, os tratamentos apresentaram valores superiores em relação à testemunha. No Cambissolo Háplico, a produção de CO2 aumenta na presença de matéria orgânica, mas diminui com o aumento da salinidade, cujo efeito foi observado também para a taxa de produção de CO2. Portanto, houve diferença na tolerância à salinidade entre os solos, embora a adição da matéria orgânica tenha melhorado a atividade microbiana nas diferentes salinidades

This thesis assessed effects of Amazonian deforestation on artificial association networks of bacteria to bacteria and to abiotic soil factors and networks based on categories of bacterial functions and abiotic soil factors, and sought a better insight into community of Acidobacteria in Amazon soils under agricultural management of soybean based on culture-dependent and molecular approaches. Bacterial community was studied based on next-generation sequencing technologies (Roche GS FLX Titanium and Illumina HiSeq 2000 platforms), quantitative real-time PCR, fingerprinting technique and basic procedures for bacteria culture. The general objective of this thesis was achieved by development of three different studies. The Study 1 analyzed the total bacterial community based on 16S ribosomal DNA pyrotag (425 thousand sequences), shotgun metagenomics (266 million sequences) and environmental parameters from soil samples collected in three real replicate of intact Amazon rainforest and adjacent deforested site after 2-4 months of forest clearing and burning in the Brazilian Amazon. This study showed that deforestation of Amazon forest soils led to a consistent decline in the abundance of Verrucomicrobia and alterations in verrucomicrobial community structure, and simplified association networks among different bacterial taxonomic groups and abiotic soil factors. In order to adapt to this condition function-based associations network were enhanced, indicating a higher degree of risk spreading for the maintenance of soil functioning. The Study 2, in turn, correlated relative abundance of Acidobacteria subgroups - based on approximately 33 thousand sequences of acidobacterial 16S rRNA genes - and abiotic soil factors, and showed differential response of Acidobacteria subgroups to abiotic soil factors in Amazon forest soils into soybean croplands. This study opened the possibilites to explore acidobacterial subgroups as early-warning bio-indicators of agricultural soil management effects in the Amazon area. Lastly, the Study 3 reported the culturability and molecular detection of Acidobacteria subgroups 1 and 3 concomitantly to other bacterial groups from Amazon soils on enriched culture medium with carbon source and incubated for relatively long period in hypoxic atmosphere (2% O2 [vol/vol], 2% CO2 [vol/vol] and 96% N2 [vol/vol]), and validated the combination of traditional procedures for bacteria culture and molecular techniques for recover and detection of Acidobacteria from Amazon soils / Este trabalho de tese avaliou o efeito do desmatamento sobre redes artificiais de associação entre grupos taxonômicos de Bacteria e fatores abióticos do solo e redes baseadas em funções bacterianas e fatores abióticos do solo, e utilizou técnicas moleculares e abordagem dependente de cultivo para compreender a dinâmica da comunidade de Acidobacteria em solos da floresta Amazônica convertidos em áreas agrícolas para produção de soja. Para estudo das comunidades bacterianas foram utilizadas tecnologias de sequenciamento de nova geração (plataformas 454 GS FLX Titanium da Roche e Illumina HiSeq 2000), PCR quantitativo em tempo-real, método de fingerprinting e procedimentos tradicionais para cultivo de bactérias. O objetivo geral desta tese foi alcançado com o desenvolvimento de três diferentes estudos. O Estudo 1 considerou aproximadamente 425 mil sequências do gene 16S rRNA de Bacteria e 266 milhões de sequências de DNA bacteriano obtidas por análise metagenômica a partir de solos coletados em três réplicas verdadeiras de floresta intacta na Amazônia e área desmatada adjacente após corte e queima da cobertura vegetal. Com isso, este estudo mostrou que o desmatamento declina a abundância e altera a estrutura de comunidade de Verrucomicrobia no solo e simplifica as redes artificiais de associação entre diferentes grupos bacterianos. A rede artificial de associação entre categorias funcionais e fatores de solo revelou-se mais complexa em solos desmatados, indicando um alto grau de dispersão de risco para a manutenção do funcionamento do solo. Por sua vez, o Estudo 2 correlacionou a abundância de subgrupos de Acidobacteria - com base em aproximadamente 33 mil sequências do gene 16S rRNA de Acidobacteria - com fatores abióticos do solo, e mostrou que subgrupos de Acidobacteria respondem diferentemente aos efeitos do manejo agrícola de solos da floresta Amazônica dentro de áreas de produção de soja. Este estudo abriu possibilidades de explorar subgrupos de Acidobacteria como bio-indicadores dos efeitos do manejo agrícola do solo na região da Amazônia. Por fim, o Estudo 3 reportou a culturabilidade e detecção molecular de Acidobacteria subgrupos 1 e 3 e outros grupos bacterianos presentes em solos Amazônicos em meio de cultura enriquecido com carbono e incubado sob atmosfera hipóxica (2% O2 [vol/vol], 2% CO2 [vol/vol] e 96% N2 [vol/vol]), atestando, assim, a combinação de procedimentos tradicionais de cultivo e técnicas moleculares para a recuperação e detecção de Acidobacteria de solos da Amazônia

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:51:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1551003 bytes, checksum: ef7a12dee1027c9dad410d80a2413fed (MD5) Previous issue date: 2009-02-18 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The objective of this work was to compare the bacterial diversity found in soils under eucalyptus with those found under native forest. Six areas belonging to Celulose Nipo-Brasileira - CENIBRA were studied; three of them were eucalyptus plantations and three were preserved native forests. They were located in two different projects of the company, the Crystal Lake and the Jacinto Lake, bearing two classes of soils, Latosol and Fluvic Neosol. Sampling was performed in March 2008 and bacterial diversity was assessed for the &#945;-Proteobacteria, &#946;-Proteobacteria, &#947;-Proteobacteria, Actinobacteria and Firmicutes phyla. Denaturing Gradient Gel Electrophoresis (DGGE) was carried out for genetic diversity analysis and the resolved gel images were analyzed with the GELCOMPARII® software (Applied Maths, Inc - Texas USA). Shannon Weaver diversity indexes were calculated by means of the software Diversity of Species v. 2.0 (W.C Rodrigues - Lizaro Soft - Entomologists of Brazil - Brazil) The highest diversity indexes for total bacteria (Eubacteria), &#946;-Proteobacteria, &#947;-Proteobacteria, and Actinobacteria was found in soils of native forests. Soils under eucalyptus forests displayed the highest diversity index for &#945;- Proteobacteria and Firmicutes. The phylum &#945;-Proteobacteria was the dominant one in Latosol and Neosol, both under eucalyptus and native forests. Diversity among Firmicutes and &#947;-Proteobacteria was also expressive; however, diversity of Actinobacteria and &#946;-Proteobacteria was lowest in all areas studied. Diversity indexes averages among all phyla, when classes of soils were compared, were higher for Latosols, except for those of Firmicutes. The highest Eubacteria diversity index in soils under native forests as compared to those displayed under eucalyptus corroborates the hypothesis that plant coverage determines shifts in the microbial communities diversity. / Este trabalho teve como objetivo avaliar e comparar a diversidade bacteriana de solos sob plantio de eucalipto com a encontrada sob solos de mata nativa da região. O estudo abrangeu seis áreas da Empresa Celulose Nipo-Brasileira, sendo três áreas destinadas ao plantio de eucalipto e três áreas de mata nativa conservada, em dois projetos da empresa, o da Lagoa Cristal e o da Lagoa do Jacinto, em solos de duas classes, Latossolo e Neossolo flúvico. A amostragem foi realizada nas seis áreas em março de 2008 para a realização das análises de diversidade de bactérias pertencentes aos filos &#945;-Proteobacteria, &#946;-Proteobacteria, &#947;-Proteobacteria, Actinobacteria e Firmicutes. A eletroforese em gel com gradiente desnaturante (DGGE), foi a técnica de escolha, sendo a análise da diversidade genética, com uso das imagens dos geis, realizada com o software GelComparII® (Applied Maths, Inc. - Texas USA). Para os cálculos do índice de diversidade de Shannon-Weaver foi utilizado o software Diversidade de Espécies v-2.0 (W. C. Rodrigues - Lizaro Soft - Entomologistas do Brasil - Brasil). No estudo da comunidade de bactérias totais (Eubacteria) e de &#946;-Proteobacteria, &#947;-Proteobacteria e Actinobacteria, o maior índice de diversidade correspondeu a solos sob mata nativa. Para &#945;-Proteobacteria e Firmicutes os maiores índices foram os encontrados para solos sob eucalipto. O filo &#945;-Proteobacteria foi o caracterizado como o dominante em Latossolo e Neossolo, tanto nos sob eucalipto como nos sob mata nativa. A diversidade em Firmicutes e &#947;-Proteobacteria foi também expressiva, porém em Actinobacteria e &#946;-Proteobacteria a diversidade foi menor em todas as áreas em estudo. As médias dos índices de diversidade de filos considerando as classes de solo foram maiores em Latossolo, excetuando-se a de Firmicutes, em que a maior diversidade foi em solo sob eucalipto. O maior índice de diversidade de Eubacteria em solos sob mata dos que nos solos sob eucalipto corroborou a afirmativa de que a cobertura vegetal determina alterações na diversidade da comunidade microbiana.

O algodão transgênico Bollgard® (algodão Bt) contém o gene cry1Ac da bactéria Bacillus thuringiensis, que confere a planta resistência a Lepidopteros. A expressão deste gene na planta pode acarretar efeitos ecológicos adversos à microbiota do solo e da rizosfera. Em casa-de-vegetação, a comunidade bacteriana associada ao algodão Bt foi comparada a do algodão convencional, em dois tipos de solos e quatro estádios fenológicos. Amostras de rizosfera foram avaliadas por técnicas dependentes e independentes de cultivo. As técnicas de contagem de bactérias e DGGE permitiram observar os efeitos do algodão Bt na densidade e diversidade de Pseudomonas e bactérias totais, durante os estádios iniciais de desenvolvimento da planta. A toxina Cry foi detectada na rizosfera de algodão Bt, em todo ciclo da cultura. Nas fases de formação do botão floral e abertura das maçãs, a atividade microbiana foi maior na rizosfera do algodão Bt. Esses resultados indicam o potencial do ambiente rizosférico em reestabelecer à estrutura da comunidade bacterina após um impacto temporal. / The transgenic cotton Bollgard® (Bt cotton) contains the cry1Ac gene from the Bacillus thuringiensis bacterium, which confers the plant resistance against some insects. The expression of this gene in the plant can cause adverse ecological effects on soil and rhizosphere microbiota. In a greenhouse experiment, the bacterial community associate to Bt cotton was compared to non-transgenic parental cultivar plants, in two types of soil at different plant development stages. Rhizosphere communities were evaluated by culture-dependent and independent approaches. Results reveal the effect of the Bt cotton in the density and diversity of Pseudomonas and total bacteria, during initial plant development stages. The Cry toxin was detected in the rhizosphere of Bt cotton, during all plant cycle. In the phases of flower formation and fruit opening, the microbial activity was greater in the rhizosphere of Bt cotton. These results show the potential of the rhizosphere to reestablish the original structure of the bacterial community after a temporary impact.