Sedimentos de regiões costeiras são caracterizados por altas concentrações de matéria de orgânica. As bactérias desempenham um fator chave na decomposição da matéria orgânica e na reciclagem de nutrientes inorgânicos essenciais. Além de representar um dos mais importantes recursos alimentares para a meio- e macrofauna. O presente estudo teve por objetivo avaliar a abundância e biomassa da comunidade bacteriana bêntica de duas enseadas na região costeira de Ubatuba (SP), relacionando-as ao aporte de matéria orgânica de diferentes fontes (marinha, terrestre e antrópica) e à estrutura da comunidade bêntica. Foram realizadas seis coletas bimensais em quatro estações por enseada ao longo de um transecto costa-oceano. O sedimento de cada testemunho foi fatiado a bordo em três camadas (0-2, 2-5 e 5-10 cm). A análise bacteriana foi conduzida através de contagem direta em microscópio de epifluorescência e a atividade através da freqüência de células em divisão. A análise dos parâmetros sedimentares como granulometria, qualidade e quantidade de matéria orgânica, bem como dados de macro e meiofauna foram obtidos através do Projeto DIAGEN, do qual o presente estudo faz parte. Os resultados de densidade e biomassa bacteriana mostraram valores sempre maiores na enseada de Ubatuba em relação à Fortaleza, acompanhado por teores mais elevados de matéria orgânica total, clorofila-a, feopigmentos e biomassa microbiana. O padrão de deposição das enseadas provavelmente teve papel decisivo nos altos valores de biomassa e densidade bacteriana nas regiões centrais e rasas das enseadas. Densidades e biomassas bacterianas mais elevadas foram encontradas no inverno (junho de 2005), não sendo observadas relações direta com os valores de matéria orgânica total ou clorofila-a. O estudo mostrou uma alta atividade bacteriana na camada superficial do sedimento, em especial no outono, com valores sempre maiores na enseada de Fortaleza, contrastando com os valores de densidade e biomassa. / Coastal sediments are characterized by high organic matter contents. Bacteria play a key role in organic matter decomposition and are essential in the nutrient recycling process. Moreover, represent an important food source for meio- and macrofaunal organisms. The present study aimed to evaluate the abundance and biomass of the benthic bacterial community in two bays of the coastal region of Ubatuba (SP). Bacterial abundance and biomass were compared with the distribution and abundance of different organic matter sources (marine, terrestrial and anthropogenic) and with the structure of the benthic community. We collected samples every two months for a period of one year in four stations on each bay along a coast-ocean transect. Tube cores were used to collect sediment samples, which were sliced on board in three layers (0-2, 2-5 and 5-10 cm). Bacterial abundance and biomass were counted and measured under epifluorescence microscopy and bacterial activity was estimated by the frequency of dividing cells. Information on sediment grain size distribution, quality and quantity of organic matter, as well as macro- and meiofauna were available from Project DIAGEN, from which this study is part. Bacterial density and biomass were always higher in Ubatuba bay, which appeared to be related to larger amounts of total organic matter, chlorophyll-a, pheopigments and microbial biomass. The differential deposition pattern observed in both bays was probably important determining the higher values of bacterial biomass and density found in the central and shallow portions of the bays. Despite higher bacterial density and biomass were found during the winter (June 2004) in most stations, this seemed not to be related to total organic matter or chlorophyll-a. Bacterial activity was high in surficial sediments, especially during autumn, with consistently larger values in Fortaleza bay.

Sedimentos de regiões costeiras são caracterizados por altas concentrações de matéria de orgânica. As bactérias desempenham um fator chave na decomposição da matéria orgânica e na reciclagem de nutrientes inorgânicos essenciais. Além de representar um dos mais importantes recursos alimentares para a meio- e macrofauna. O presente estudo teve por objetivo avaliar a abundância e biomassa da comunidade bacteriana bêntica de duas enseadas na região costeira de Ubatuba (SP), relacionando-as ao aporte de matéria orgânica de diferentes fontes (marinha, terrestre e antrópica) e à estrutura da comunidade bêntica. Foram realizadas seis coletas bimensais em quatro estações por enseada ao longo de um transecto costa-oceano. O sedimento de cada testemunho foi fatiado a bordo em três camadas (0-2, 2-5 e 5-10 cm). A análise bacteriana foi conduzida através de contagem direta em microscópio de epifluorescência e a atividade através da freqüência de células em divisão. A análise dos parâmetros sedimentares como granulometria, qualidade e quantidade de matéria orgânica, bem como dados de macro e meiofauna foram obtidos através do Projeto DIAGEN, do qual o presente estudo faz parte. Os resultados de densidade e biomassa bacteriana mostraram valores sempre maiores na enseada de Ubatuba em relação à Fortaleza, acompanhado por teores mais elevados de matéria orgânica total, clorofila-a, feopigmentos e biomassa microbiana. O padrão de deposição das enseadas provavelmente teve papel decisivo nos altos valores de biomassa e densidade bacteriana nas regiões centrais e rasas das enseadas. Densidades e biomassas bacterianas mais elevadas foram encontradas no inverno (junho de 2005), não sendo observadas relações direta com os valores de matéria orgânica total ou clorofila-a. O estudo mostrou uma alta atividade bacteriana na camada superficial do sedimento, em especial no outono, com valores sempre maiores na enseada de Fortaleza, contrastando com os valores de densidade e biomassa. / Coastal sediments are characterized by high organic matter contents. Bacteria play a key role in organic matter decomposition and are essential in the nutrient recycling process. Moreover, represent an important food source for meio- and macrofaunal organisms. The present study aimed to evaluate the abundance and biomass of the benthic bacterial community in two bays of the coastal region of Ubatuba (SP). Bacterial abundance and biomass were compared with the distribution and abundance of different organic matter sources (marine, terrestrial and anthropogenic) and with the structure of the benthic community. We collected samples every two months for a period of one year in four stations on each bay along a coast-ocean transect. Tube cores were used to collect sediment samples, which were sliced on board in three layers (0-2, 2-5 and 5-10 cm). Bacterial abundance and biomass were counted and measured under epifluorescence microscopy and bacterial activity was estimated by the frequency of dividing cells. Information on sediment grain size distribution, quality and quantity of organic matter, as well as macro- and meiofauna were available from Project DIAGEN, from which this study is part. Bacterial density and biomass were always higher in Ubatuba bay, which appeared to be related to larger amounts of total organic matter, chlorophyll-a, pheopigments and microbial biomass. The differential deposition pattern observed in both bays was probably important determining the higher values of bacterial biomass and density found in the central and shallow portions of the bays. Despite higher bacterial density and biomass were found during the winter (June 2004) in most stations, this seemed not to be related to total organic matter or chlorophyll-a. Bacterial activity was high in surficial sediments, especially during autumn, with consistently larger values in Fortaleza bay.

Land use change (LUC) induces modifications on soil organic matter (SOM), which is one of the main source of uncertainty in life cycle assessments of biofuels. In Brazil, currently the world largest producer of sugarcane and second biggest producer of bioethanol, the potential negative effects of LUC has raised doubts about the sugarcane ethanol as a sustainable option. Recently, most of sugarcane expansion has been placed over extensive pastures. Therefore, we conducted a field study within the south-central Brazil, the largest sugarcane-producing region in the world, to evaluate the effects of the most common LUC sequence in sugarcane expansion areas (i.e., conversions from native vegetation to pasture and from pasture to sugarcane) on SOM. Our main hypothesis is that the conversion of degraded pastures to unburnt sugarcane enhance SOM quantity and quality from sites in Brazil. Long-term conversion from native vegetation to pasture induced significant C stock losses (1.01 Mg ha-1 yr-1). In contrast, the conversion from pasture to sugarcane increased C stocks at a rate of 1.97 Mg ha-1 yr-1 down to 0-1.0 m depth. In addition, our findings indicated that SOM assessments restricted to the surface soil layers can generate bias in studies regarding LUC. The main difference in SOM molecular composition undergoing the conversion pasture-sugarcane was the notably higher contribution from compounds associated to fresh litter inputs in sugarcane areas, probably related to the high litter input in sugarcane fields under green management in Brazil. The conversion of areas under native vegetation to pasture decreases both the labile C (LC) and the C management index (CMI), whilst the conversion of pasture to sugarcane increased the CMI according to all evaluated methods. Additionally, the method used to quantify LC and CMI is critical to infer about the LUC effects on SOM. The DayCent model estimated that the conversion native vegetation-pasture caused C losses of 0.34±0.03 Mg ha-1 yr-1, whilst the conversion pasture-sugarcane resulted in C gains of 0.16±0.04 Mg ha-1 yr-1 down to 0.3 m depth. Moreover, simulations showed C decreases of 0.19±0.04 Mg ha-1 yr-1 in sugarcane areas with straw removal for second-generation (2G) ethanol production. However, our analysis suggested that adoption of some best management practices can mitigate these losses, highlighting the application of organic amendments (+0.14±0.03 Mg C ha-1 yr-1). Overall, our study showed that the conversion of pastures to sugarcane has positive effects on SOM quantity and quality, increasing the C savings of Brazilian sugarcane ethanol. Moreover, our findings endorse the potential of sugarcane production to partially recover SOM in degraded pastures. However, most of these gains greatly depends on the high litter input in sugarcane fields under green management, and straw removal for 2G ethanol production is likely to potentially affect SOM in areas of sugarcane expansion in Brazil. Finally, based on land availability and positive effects on SOM, we believe that stakeholders involved with the governance of bioethanol expansion should consider ways to incentivize sugarcane expansion on degraded pastures in Brazil. / Alterações na matéria orgânica do solo (MOS) associadas à mudança de uso da terra (MUT) estão entre as principais fontes de incerteza em avaliações do ciclo de vida dos biocombustíveis. No Brasil, atualmente o maior produtor de cana-de-açúcar e o segundo maior produtor de bioetanol do mundo, os possíveis efeitos negativos da MUT geram questionamentos sobre a efetividade do bioetanol como uma opção sustentável. Grande parte da expansão da cana-de-açúcar ocorre em áreas de pastagem. Nesse sentido, conduziu-se um estudo no Centro-Sul do Brasil, a maior região produtora de cana-de-açúcar do mundo, objetivando-se avaliar os efeitos da MUT vegetação nativa - pastagem - cana-de-açúcar na MOS. A principal hipótese é que a conversão de pastagens degradadas para o cultivo da cana-de-açúcar melhore a qualidade e a quantidade da MOS. A conversão da vegetação nativa para pastagem induz significativas perdas de C no solo (1,01 Mg ha-1 ano-1). Já a conversão dessas pastagens para cana-de-açúcar associa-se a ganhos de C, a uma taxa de 1,97 Mg ha-1 ano-1 até 1m de profundidade. Além disso, avaliações da MOS restritas a camadas superficias relacionam-se a indesejáveis vieses em estudos de MUT. A principal diferença na composição molecular da MOS após a conversão de pastagens para cana-de-açúcar é o aumento na contribuição de formas menos estáveis de C, aspecto associado a alta adição de material vegetal ao solo em áreas de cana-de-açúcar sem queima. A conversão da vagetação nativa para pastagem diminui o C lábil (CL), bem como o índice de manejo de C (IMC), enquanto a conversão da pastagem para a cana-de-açúcar aumenta o IMC de acordo com todos os métodos avaliados. Nesse sentido, o método utilizado para quantificar o CL e o IMC é determinante ao se inferir sobre os efeitos da MUT na MOS. O modelo DayCent estimou que a conversão vegetação nativa-pastagem associa-se a perdas de C no solo de 0,34±0,03 Mg ha-1 ano-1, enquanto a conversão pastagem - cana-de-açúcar associa-se a ganhos de C a 0,16±0,04 Mg ha-1 ano-1 na camada de 0-0,3 m. Além disso, simulações mostraram decréscimos de 0,19±0,04 Mg ha-1 ano-1 do C do solo nas áreas de cana-de-açúcar com remoção de palha para produção de etanol de segunda gereção (2G). No entanto, a adoção de algumas práticas de manejo podem mitigar essas perdas, com destaque para a aplicação de vinhaça e torta de filtro (+0,14±0,03 Mg C ha-1 ano-1). Nosso estudo mostrou que a conversão de pastagens para cana-de-açúcar apresenta efeitos positivos na qualidade e na quantidade da MOS, favorecendo o balanço de C do etanol brasileiro. Nossos resultados endorsam o potencial da cana-de-açúcar em recuperar, parcialmente, os estoques de C em pastagens degradadas. No entanto, esses ganhos são altamente dependentes da alta adição de resíduos vegetais nas áreas de cana-de-açúcar, e a remoção de palha para produção de etanol 2G poderá afetar a MOS em áreas de expansão. Por fim, com base na disponibilidade de áreas e nos efeitos positivos sobre a MOS, meios para estimular a expansão da cana-de-açúcar em áreas de pastagem degradadas no Brasil devam ser considerados.

Land use change (LUC) induces modifications on soil organic matter (SOM), which is one of the main source of uncertainty in life cycle assessments of biofuels. In Brazil, currently the world largest producer of sugarcane and second biggest producer of bioethanol, the potential negative effects of LUC has raised doubts about the sugarcane ethanol as a sustainable option. Recently, most of sugarcane expansion has been placed over extensive pastures. Therefore, we conducted a field study within the south-central Brazil, the largest sugarcane-producing region in the world, to evaluate the effects of the most common LUC sequence in sugarcane expansion areas (i.e., conversions from native vegetation to pasture and from pasture to sugarcane) on SOM. Our main hypothesis is that the conversion of degraded pastures to unburnt sugarcane enhance SOM quantity and quality from sites in Brazil. Long-term conversion from native vegetation to pasture induced significant C stock losses (1.01 Mg ha-1 yr-1). In contrast, the conversion from pasture to sugarcane increased C stocks at a rate of 1.97 Mg ha-1 yr-1 down to 0-1.0 m depth. In addition, our findings indicated that SOM assessments restricted to the surface soil layers can generate bias in studies regarding LUC. The main difference in SOM molecular composition undergoing the conversion pasture-sugarcane was the notably higher contribution from compounds associated to fresh litter inputs in sugarcane areas, probably related to the high litter input in sugarcane fields under green management in Brazil. The conversion of areas under native vegetation to pasture decreases both the labile C (LC) and the C management index (CMI), whilst the conversion of pasture to sugarcane increased the CMI according to all evaluated methods. Additionally, the method used to quantify LC and CMI is critical to infer about the LUC effects on SOM. The DayCent model estimated that the conversion native vegetation-pasture caused C losses of 0.34±0.03 Mg ha-1 yr-1, whilst the conversion pasture-sugarcane resulted in C gains of 0.16±0.04 Mg ha-1 yr-1 down to 0.3 m depth. Moreover, simulations showed C decreases of 0.19±0.04 Mg ha-1 yr-1 in sugarcane areas with straw removal for second-generation (2G) ethanol production. However, our analysis suggested that adoption of some best management practices can mitigate these losses, highlighting the application of organic amendments (+0.14±0.03 Mg C ha-1 yr-1). Overall, our study showed that the conversion of pastures to sugarcane has positive effects on SOM quantity and quality, increasing the C savings of Brazilian sugarcane ethanol. Moreover, our findings endorse the potential of sugarcane production to partially recover SOM in degraded pastures. However, most of these gains greatly depends on the high litter input in sugarcane fields under green management, and straw removal for 2G ethanol production is likely to potentially affect SOM in areas of sugarcane expansion in Brazil. Finally, based on land availability and positive effects on SOM, we believe that stakeholders involved with the governance of bioethanol expansion should consider ways to incentivize sugarcane expansion on degraded pastures in Brazil. / Alterações na matéria orgânica do solo (MOS) associadas à mudança de uso da terra (MUT) estão entre as principais fontes de incerteza em avaliações do ciclo de vida dos biocombustíveis. No Brasil, atualmente o maior produtor de cana-de-açúcar e o segundo maior produtor de bioetanol do mundo, os possíveis efeitos negativos da MUT geram questionamentos sobre a efetividade do bioetanol como uma opção sustentável. Grande parte da expansão da cana-de-açúcar ocorre em áreas de pastagem. Nesse sentido, conduziu-se um estudo no Centro-Sul do Brasil, a maior região produtora de cana-de-açúcar do mundo, objetivando-se avaliar os efeitos da MUT vegetação nativa - pastagem - cana-de-açúcar na MOS. A principal hipótese é que a conversão de pastagens degradadas para o cultivo da cana-de-açúcar melhore a qualidade e a quantidade da MOS. A conversão da vegetação nativa para pastagem induz significativas perdas de C no solo (1,01 Mg ha-1 ano-1). Já a conversão dessas pastagens para cana-de-açúcar associa-se a ganhos de C, a uma taxa de 1,97 Mg ha-1 ano-1 até 1m de profundidade. Além disso, avaliações da MOS restritas a camadas superficias relacionam-se a indesejáveis vieses em estudos de MUT. A principal diferença na composição molecular da MOS após a conversão de pastagens para cana-de-açúcar é o aumento na contribuição de formas menos estáveis de C, aspecto associado a alta adição de material vegetal ao solo em áreas de cana-de-açúcar sem queima. A conversão da vagetação nativa para pastagem diminui o C lábil (CL), bem como o índice de manejo de C (IMC), enquanto a conversão da pastagem para a cana-de-açúcar aumenta o IMC de acordo com todos os métodos avaliados. Nesse sentido, o método utilizado para quantificar o CL e o IMC é determinante ao se inferir sobre os efeitos da MUT na MOS. O modelo DayCent estimou que a conversão vegetação nativa-pastagem associa-se a perdas de C no solo de 0,34±0,03 Mg ha-1 ano-1, enquanto a conversão pastagem - cana-de-açúcar associa-se a ganhos de C a 0,16±0,04 Mg ha-1 ano-1 na camada de 0-0,3 m. Além disso, simulações mostraram decréscimos de 0,19±0,04 Mg ha-1 ano-1 do C do solo nas áreas de cana-de-açúcar com remoção de palha para produção de etanol de segunda gereção (2G). No entanto, a adoção de algumas práticas de manejo podem mitigar essas perdas, com destaque para a aplicação de vinhaça e torta de filtro (+0,14±0,03 Mg C ha-1 ano-1). Nosso estudo mostrou que a conversão de pastagens para cana-de-açúcar apresenta efeitos positivos na qualidade e na quantidade da MOS, favorecendo o balanço de C do etanol brasileiro. Nossos resultados endorsam o potencial da cana-de-açúcar em recuperar, parcialmente, os estoques de C em pastagens degradadas. No entanto, esses ganhos são altamente dependentes da alta adição de resíduos vegetais nas áreas de cana-de-açúcar, e a remoção de palha para produção de etanol 2G poderá afetar a MOS em áreas de expansão. Por fim, com base na disponibilidade de áreas e nos efeitos positivos sobre a MOS, meios para estimular a expansão da cana-de-açúcar em áreas de pastagem degradadas no Brasil devam ser considerados.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Changes in land use can take into soil chemical and physical quality degradation. In the hillside areas of the Rio Grande do Sul State (RS) land degradation vulnerability is elevated, due to the combination of a strong undulated to mountainous relief and shallow soils. The general purpose of this study was to evaluate the chemical and physical attributes of soils located in the Sul-riograndense Plateau Border under different land uses. Two representative sites of the Plateau Border, characterized by steep slope areas with prevalence of family farms, were selected (Silveira Martins county (SM) and São João do Polêsine county (SJ)), and also a transition area situated between the Plateau Border and the Medium Plateau (Júlio de Castilhos county (JC)). In SM soil samples were collected in areas of no-tillage (PD), tillage (PC), reforestation (RF) and native forest (MN). In SJ soil samples were collected under native forest (MN), secondary forest (MS), old cropping (LV), new cropping (LN) and abandoned cropping (LA) areas. In JC the samples were collected under native forest (MN), native prairie (CN) and no-tillage (PD) areas. Samples were collected from 0 to 10cm and from 10 to 20cm. Modifications were observed in soil chemical and physical attributes due to the different land uses when compared to the native forest. In systems that do not receive constant external additions, a decrease in soil chemical fertility was observed. Soil organic matter content decreased as the land use intensity increased. C-O-alquyl was the carbon group that presented the largest contribution in the spectra of 13C NMR, independent of the land use system. The main physical alterations observed were the decreases of soil macroporosity, total porosity and saturated hydraulic conductivity and the increase in soil density when compared to soil natural conditions. Soil aggregation parameters did not show to be good indexes to identify changes due to the land use in this study. / As mudanças na utilização das terras podem levar à degradação da qualidade química e física do solo. Nas áreas de encosta do estado do Rio Grande do Sul (RS) a vulnerabilidade à degradação das terras é elevada, devido a combinação de relevo forte ondulado a montanhoso e solos com pequena profundidade efetiva. O objetivo geral deste trabalho foi avaliar as características químicas e físicas do solo de áreas situadas no Rebordo do Planalto na região central do RS, sob diferentes usos da terra. Para isso foram selecionadas duas áreas representativas da região denominada Rebordo do Planalto, caracterizada por áreas de encosta com predomínio da agricultura familiar em pequena escala (Silveira Martins (SM) e São João do Polêsine (SJ)) e uma área de transição entre o Rebordo do Planalto e o Planalto Médio (Júlio de Castilhos (JC)). Em SM foram coletadas amostras de solo no sistema de plantio direto (PD), plantio convencional (PC), reflorestamento (RF) e mata nativa (MN). Em SJ foram coletadas amostras de solo sob os usos na mata nativa (MN), mata secundária (MS), lavoura velha (LV), lavoura nova (LN) e lavoura abandonada (LA). Em JC as amostras foram coletadas em áreas de mata nativa (MN), campo nativo (CN) e plantio direto (PD). As amostras foram coletadas na profundidade de 0-10 e 10-20 cm. Através dos resultados obtidos, observaram-se modificações nas características químicas e físicas do solo em função dos diferentes usos da terra, ao comparar com a mata nativa. Em sistemas que não recebem adições constantes de fontes externas, ocorreu uma depressão da fertilidade química. A matéria orgânica do solo teve diminuição nos teores, conforme aumentou a intensidade de uso da terra. O grupo C-O-alquil foi o grupo de carbono que apresentou a maior contribuição nos espectros de RMN 13C, independente do sistema de uso da terra. As principais alterações físicas ocorridas em comparação com as condições naturais do solo, foram diminuições da macroporosidade, porosidade total e condutividade hidráulica saturada e aumento na densidade do solo. Os parâmetros de agregação do solo, neste trabalho, não se mostraram como bons índices de avaliação para identificar mudanças em função dos diferentes usos da terra.