O uso de indicadores biológicos para avaliar alterações na qualidade solo tem sido proposto, pois estes atributos possuem sensibilidade de responder rapidamente às modificações que ocorrem no ambiente. O objetivo deste trabalho foi avaliar metodologias para o monitoramento da qualidade do solo através de indicadores biológicos. Na primeira parte do trabalho foram avaliados solos sob cultivo em três locais, onde foram coletadas amostras na profundidade de 0-10 cm de áreas sob vegetação nativa e áreas cultivadas em duas épocas do ano. A biomassa microbiana foi determinada usando os métodos da Fumigação-Incubação, Fumigação-Extração e Respiração Induzida por Substrato. Foi ainda avaliada a atividade microbiana do solo por meio da respiração basal, N-mineralizado, atividade da desidrogenase, hidrólise do diacetato de fluoresecína (DAF) e a diversidade funcional com a utilização de placas BiologECO. De maneira geral a biomassa, respiração e hidrólise DAF mostraram-se sensíveis em detectar diferenças entre as áreas, enquanto o N mineralizado e a atividade da desidrogenase foram mais variáveis, não apresentando diferença estatística entre algumas áreas avaliadas. A diversidade funcional, representada pelo índice de Shannon aplicada aos resultados do BiologECO, na maioria dos locais não apresentou diferença significativa entre as áreas avaliadas nas duas amostragens. A visualização das diferenças entre as áreas ficou mais evidente quando todos os atributos avaliados foram representados juntos em gráficos radiais e quando foi calculado um índice biológico de qualidade integrando todos eles. No segundo estudo foi desenvolvido um novo protocolo para extração do proteoma do solo. Foi utilizado um solo contaminado com altas concentrações de cobre e remediado pelas adições de matéria orgânica e calcário dolomítico. O protocolo desenvolvido foi relativamente eficiente para extrair as proteínas do solo e também da solução do solo. Após a separação das proteínas por eletroforese de gel bidimensional foi possível visualizar diferenças no perfil protéico entre os diferentes tratamentos avaliados, indicando o potencial da proteômica em estudos de monitoramento de áreas contaminadas, assim como para avaliar a eficácia de tratamentos de remediação. No entanto, para que esta técnica seja efetivamente utilizada em estudos de monitoramento é necessário um estudo correlacionando a concentração do metal com a quantidade e expressão de proteínas. / The use of biological indicators to evaluate changes in soil quality has been proposed, because these attributes have sensitivity to respond quickly to changes occurring in the environment. The aim of this study was to evaluate methods for monitoring soil quality by biological indicators. In the first part of the study were evaluated in cropped soils under three locations. Samples were collected at depth of 0-10 cm areas under native vegetation and cultivated areas in two periods of the year. Microbial biomass was determined using the methods of fumigation-incubation, fumigation-extraction and substrate induced respiration. It was also evaluated the microbial activity of soil through respiration, mineralized-N, dehydrogenase activity, Fluorescein diacetate hydrolysis (FDA) and functional diversity with the use of BiologECO plates. In general the biomass, respiration and hydrolysis FDA were sensitive in detecting differences between areas, while the mineralized-N and dehydrogenase activity were more variable, with no significant difference between some areas evaluated. The functional diversity, represented by the Shannon index applied to the results of BiologECO, showed no significant difference between the areas assessed in two samples in most of the sites. The view of the differences between the areas became more evident when all attributes were represented together in radial graphs and when it was calculated an index of biological quality integrating them all. In the second study it was developed a new method for extraction of the proteome of the soil. It was used a soil contaminated with high concentrations of copper and remedied by additions of organic matter and lime. The protocol developed was relatively efficient way to extract the proteins from the soil and also soil solution. After separation of proteins by two-dimensional gel electrophoresis was possible to visualize differences in protein profiles between different treatments, indicating the potential of proteomics in studies monitoring of contaminated areas, as well as to evaluate the efficacy of treatments for remediation. However for this technique is effectively used in monitoring studies requires a study correlating the concentration of the metal with the quantity and protein expression.

Os ácaros e colêmbolos são os principais componentes da mesofauna edáfica e importantes nos processos ecológicos como a decomposição da matéria orgânica. As alterações na qualidade biológica do solo causadas pelos diferentes sistemas de manejo de cultivo podem ser avaliadas pelo monitoramento dos ácaros e colêmbolos edáficos. Com base nisso, o objetivo deste estudo foi de verificar o potencial dos grupos, famílias e/ou espécies de ácaros e colêmbolos nas análises dos efeitos dos sistemas de manejo sobre a qualidade biológica do solo. O trabalho foi desenvolvido em três experimentos: (a) coletas de solos em áreas sob cultivo convencional e direto de tabaco, localizadas na microbacia de Arvorezinha/RS; (b) amostragens de solos em áreas sob cultivo convencional e orgânico de citros, localizadas na Ecocitrus em Montenegro/RS e (c) coletas da camada de serapilheira e do solo na área sob cultivo convencional e orgânico de citros. Em todos os locais também foram amostrados solos em áreas de mata nativa sem interferência antrópica. Para as coletas de solos foram utilizados cilindros metálicos (7 cm de diâmetro x 7,5 de profundidade) e para a extração e captura dos ácaros e colêmbolos aplicou-se a metodologia do Berlese-Tullgren. Foram monitoradas e avaliadas a flutuação na densidade de ácaros e colêmbolos ao longo do tempo, e calculados os índices de diversidade, e observadas a presença e ausência dos grupos taxonômicos e também a atividade e a diversidade funcional dos colêmbolos. Os resultados foram submetidos a análise estatísticas, pelo teste Tukey (5%) e a análise multivariada (análise de componentes principais, curvas de respostas principais e diagrama de distribuição dos grupos). As densidades de ácaros e colêmbolos foram influenciadas pelos sistemas de cultivos. Os táxons dos ácaros da família Galumnidae e dos gêneros Tyrophagus e Oribatida e dos colêmbolos das famílias Symphypleonidae e Isotomidae foram encontrados em menores densidades nas áreas sob cultivo convencional de tabaco e de citros. A análise multivariada dos dados mostrou que além dos táxons citados acima, também os ácaros da família Phithiracaridae e do gênero Neocunaxoides e os colêmbolos da famila Onychiuridae foram influenciados pelo manejo convencional, tanto no cultivo de tabaco como de citros. Entretando, a densidade de ácaros dos gêneros Rhizoglyphus e Armacirus foi maior sob sistema de cultivo convencional. Os índices de diversidade (Shannon_H, Taxa_S e de Margalef) e a atividade e diversidade funcional foram maiores para ácaros e colêmbolos capturados nas amostras de solos das áreas sob sistema cultivo orgânico de citros e de plantio direto de tabaco do que sob cultivo convencional. Os ácaros e colêmbolos foram influenciados pelos sistemas de cultivo de citros e de tabaco, onde foi possível observar relações entre a densidade dos grupos com as alterações no solo. / Mites and springtails are the major components of soil mesofauna and important in ecological processes such as decomposition of organic matter. Changes in biological soil quality caused by different tillage management systems cultivation can be assessed by monitoring mites and springtails edaphic. Based on this, the aim of this study was to verify the potential of groups and families of the mites and springtails to evaluate the effects of tillage systems on biological soil quality. The study was conducted in three experiments: (a) collections in areas under soil under conventional and no-till tobacco, located in the watershed of the Arvorezinha/RS; (b) sampling of soils in areas under conventional and organic cultivation of citrus, located in Ecocitrus in Montenegr /RS and (c) collection of the litter layer and soil in the area under conventional and organic cultivation of citrus. Soils in areas of native forest without anthropic interference were also sampled. For the collection of soil metal cylinders (7 cm diameter x 7.5 deep) and were used for the extraction and capture applied the methodology of Berlese-Tullgren. Were monitored and evaluated the fluctuation in the density of mites and springtails over time, and calculated diversity indices, and observed the presence and absence of taxonomic groups and also the activities and functional diversity of springtails. The results were subjected to statistical analysis by Tukey test (5 %) and multivariate analysis principal component analysis, principal response curves and elaborate the distribution diagram of groups. The population density of springtails and mites were influenced by tillage management. Taxa of mites Galumnidae family and genus Tyrophagus and Oribatida and Collembola families Symphypleonidae and Isotomidae were found in lower densities in areas under conventional cultivation of tobacco and citrus. Multivariate analysis revealed that besides the taxa mentioned above, also mites Phithiracaridae family and both conventional management in the cultivation of tobacco as citrus influenced genus of springtails and Neocunaxoides famila Onychiuridae. However, the density of mites of the Rhizoglyphus and Armacirus was higher under conventional tillage. The diversity indices (Shannon_H, Taxa_S and Margalef) and activity and functional diversity were higher for mites and springtails captured in soil samples from the areas under cultivation system organic citrus and tobacco tillage than under conventional tillage. Mites and springtails were influenced by the cultivation of citrus and tobacco, where it was possible to observe relationships between density of groups with changes in biological soil quality systems.

A região do Cerrado representa uma significativa área de produção agrícola no Brasil, no entanto, no que concerne a sistemas de manejo voltados à pequena propriedade, poucas são as informações disponíveis. Com o objetivo de avaliar o impacto de diferentes sistemas de manejo da fertilidade na qualidade de um Latossolo Vermelho em Tangará da Serra-MT, foi utilizado um experimento com um sistema de manejo da fertilidade do solo tradicional da região, (i) adubação de alta reatividade, e três sistemas alternativos: (ii) adubação de baixa reatividade, (iii) misto (adubação de baixa reatividade e adubação orgânica) e (iv) adubação orgânica. Adjacente à área experimental, coletaram-se amostras de solo de duas áreas de referência: Cerrado (condição natural) e pastagem de braquiária (condição original da área anteriormente à instalação do experimento). Foram avaliados como indicadores de qualidade do solo os atributos de fertilidade (pH, Ca, Mg, K, CTC, C, N, P, B, Cu, Zn e Mn) nas subcamadas de 0-5, 5-10 e 10-20 cm, microbiológicos (C e N microbiano, C microbiano:C orgânico, N microbiano:N total, C:N microbiano, C orgânico dissolvido) na camada de 0-10 cm e macrofauna edáfica (número de indivíduos, riqueza de grupos, índices de Shannon e de Pielou e a abundância) em superfície. Os sistemas de manejo da fertilidade influenciaram de forma significativa o pH do solo e os teores de Ca, Mg, C, N, Cu, Zn, Mn, C microbiano, N microbiano, Cmicrobiano:Nmicrobiano e C orgânico dissolvido. O sistema de manejo da fertilidade misto foi a que apresentou melhor qualidade do solo comparado ao de alta reatividade, superando, inclusive, em alguns atributos, o solo sob pastagem de braquiária e de Cerrado. Nos atributos de macrofauna edáfica, não foi observada diferença significativa entre os tratamentos. / The Brazilian Savannah (Cerrado) region represents a significative area to agriculture production, however, information about management systems to small farms is rare. With the objective of evaluate the impact of different management systems on soil quality of an Oxisol in Tangará da Serra, Mato Grosso State, we used an experiment with one traditional management system in the region, (i) high reactivity fertilizer, and three ecologically-based systems: (ii) low reactivity fertilizer, (iii) combined (low reactivity and organic fertilizer) and (iv) organic fertilizer. Adjacent to experimental adjacent areas was sampled two reference areas: Cerrado (natural condition) and brachiaria pasture (origin area condition of the area before experiment installation). We evaluated as soil quality indicators fertility attributes (pH, Ca, Mg, K, CTC, C, N, P, B, Cu, Zn and Mn) in 0-5, 5-10 and 10-20 cm layers, microbiological attributes (microbial biomass-C and -N, microbial biomass-C:organic C, microbial biomass N/total N, microbial C/N ratio, organic dissolved C) in 0-10 cm layer and edaphic macrofauna (number of individuals, richness of groups, Shannon and Pielou index and abundance) in surface of soil. The fertility management systems influenced significantly the soil pH, and Ca, Mg, C, N, Cu, Zn, Mn, microbial biomass-C and –N, microbial C/N and dissolved organic C contents. The better soil quality was observed in combined fertilizer management compared to high reactivity system, and overcome Cerrado and pasture soil in some attributes. In edaphic macrofauna attributes no difference was observed between treatments.

O uso de indicadores biológicos para avaliar alterações na qualidade solo tem sido proposto, pois estes atributos possuem sensibilidade de responder rapidamente às modificações que ocorrem no ambiente. O objetivo deste trabalho foi avaliar metodologias para o monitoramento da qualidade do solo através de indicadores biológicos. Na primeira parte do trabalho foram avaliados solos sob cultivo em três locais, onde foram coletadas amostras na profundidade de 0-10 cm de áreas sob vegetação nativa e áreas cultivadas em duas épocas do ano. A biomassa microbiana foi determinada usando os métodos da Fumigação-Incubação, Fumigação-Extração e Respiração Induzida por Substrato. Foi ainda avaliada a atividade microbiana do solo por meio da respiração basal, N-mineralizado, atividade da desidrogenase, hidrólise do diacetato de fluoresecína (DAF) e a diversidade funcional com a utilização de placas BiologECO. De maneira geral a biomassa, respiração e hidrólise DAF mostraram-se sensíveis em detectar diferenças entre as áreas, enquanto o N mineralizado e a atividade da desidrogenase foram mais variáveis, não apresentando diferença estatística entre algumas áreas avaliadas. A diversidade funcional, representada pelo índice de Shannon aplicada aos resultados do BiologECO, na maioria dos locais não apresentou diferença significativa entre as áreas avaliadas nas duas amostragens. A visualização das diferenças entre as áreas ficou mais evidente quando todos os atributos avaliados foram representados juntos em gráficos radiais e quando foi calculado um índice biológico de qualidade integrando todos eles. No segundo estudo foi desenvolvido um novo protocolo para extração do proteoma do solo. Foi utilizado um solo contaminado com altas concentrações de cobre e remediado pelas adições de matéria orgânica e calcário dolomítico. O protocolo desenvolvido foi relativamente eficiente para extrair as proteínas do solo e também da solução do solo. Após a separação das proteínas por eletroforese de gel bidimensional foi possível visualizar diferenças no perfil protéico entre os diferentes tratamentos avaliados, indicando o potencial da proteômica em estudos de monitoramento de áreas contaminadas, assim como para avaliar a eficácia de tratamentos de remediação. No entanto, para que esta técnica seja efetivamente utilizada em estudos de monitoramento é necessário um estudo correlacionando a concentração do metal com a quantidade e expressão de proteínas. / The use of biological indicators to evaluate changes in soil quality has been proposed, because these attributes have sensitivity to respond quickly to changes occurring in the environment. The aim of this study was to evaluate methods for monitoring soil quality by biological indicators. In the first part of the study were evaluated in cropped soils under three locations. Samples were collected at depth of 0-10 cm areas under native vegetation and cultivated areas in two periods of the year. Microbial biomass was determined using the methods of fumigation-incubation, fumigation-extraction and substrate induced respiration. It was also evaluated the microbial activity of soil through respiration, mineralized-N, dehydrogenase activity, Fluorescein diacetate hydrolysis (FDA) and functional diversity with the use of BiologECO plates. In general the biomass, respiration and hydrolysis FDA were sensitive in detecting differences between areas, while the mineralized-N and dehydrogenase activity were more variable, with no significant difference between some areas evaluated. The functional diversity, represented by the Shannon index applied to the results of BiologECO, showed no significant difference between the areas assessed in two samples in most of the sites. The view of the differences between the areas became more evident when all attributes were represented together in radial graphs and when it was calculated an index of biological quality integrating them all. In the second study it was developed a new method for extraction of the proteome of the soil. It was used a soil contaminated with high concentrations of copper and remedied by additions of organic matter and lime. The protocol developed was relatively efficient way to extract the proteins from the soil and also soil solution. After separation of proteins by two-dimensional gel electrophoresis was possible to visualize differences in protein profiles between different treatments, indicating the potential of proteomics in studies monitoring of contaminated areas, as well as to evaluate the efficacy of treatments for remediation. However for this technique is effectively used in monitoring studies requires a study correlating the concentration of the metal with the quantity and protein expression.

A atividade agrícola, mediante sistemas de manejo de solo, pode alterar a capacidade produtiva do solo. Este fato leva à necessidade da utilização de mecanismos para avaliar o impacto gerado por uma determinada prática. Porém, diferentemente de ar e água, ainda não existem indicadores definitivos de qualidade para o solo. Este trabalho analisou diferentes parâmetros microbiológicos para avaliar a qualidade do solo submetido a diferentes sistemas de preparo e de culturas, em relação a um sistema referência. Os parâmetros analisados foram a atividade das enzimas β-glucosidase, urease, fosfatase ácida e arilsulfatase, juntamente com determinação da atividade respiratória, biomassa e diversidade funcional da microbiota do solo. Os sistemas de manejo avaliados foram os preparos de solo direto (PD) e convencional (PC) e os sistemas de culturas rotação, sucessão e pousio. Além destes sistemas, foi avaliado também o campo nativo (CN), este considerado como condição original do solo para a realização de comparações entre os diferentes manejos. Os resultados das análises de atividade enzimática, bem como as determinações da biomassa e respiração microbiana, indicaram que o PC gerou valores inferiores aos demais sistemas, enquanto o CN e o PD tenderam a apresentar resultados semelhantes, indicando a capacidade do PD em manter a qualidade original do solo. Por outro lado, os sistemas de culturas avaliados não apresentaram diferenças nestas avaliações. A determinação da diversidade funcional diferenciou os sistemas, indicando que os sistemas que favorecem o acúmulo de carbono foram mais semelhantes ao sistema referencial. / Agricultural activity, through different soil management practices, may cause impacts in soil productive capacity. This leads to the necessity of impact evaluation derived from a given soil management practice. However, in contrast to air and water, there are no definitive established indicators to soil quality. In this research, different microbiological parameters were evaluated in order to access soil quality as affected by tillage practices and crop systems, in comparison to a natural reference system. The evaluated parameters were the the activities of β-glucosidase, urease, acid phosphatase and arylsulphatase, along with the determination of soil microbial respiratory activity, microbial biomass and microbial functional diversity. The evaluated managements were conventional tillage (CT) and no-tillage (NT) and, as crop systems, crop rotation, crop succession and fallow. Besides those systems, natural pasture (NP) was also evaluated, being considered as the original soil condition that was compared to the other management systems. The results of the analyses of enzymatic activities, as well as the determinations of microbial biomass and respiratory activity, indicated that CT presented values inferior to the other systems, while NP and NT trended to show similar results, indicating that NT may keep original soil quality. On other hand, as a rule, crop systems did not differ. The determination of microbial functional diversity distinguished the treatments, indicating that systems that favored carbon accumulation were more similar to the natural reference system.

Os ácaros e colêmbolos são os principais componentes da mesofauna edáfica e importantes nos processos ecológicos como a decomposição da matéria orgânica. As alterações na qualidade biológica do solo causadas pelos diferentes sistemas de manejo de cultivo podem ser avaliadas pelo monitoramento dos ácaros e colêmbolos edáficos. Com base nisso, o objetivo deste estudo foi de verificar o potencial dos grupos, famílias e/ou espécies de ácaros e colêmbolos nas análises dos efeitos dos sistemas de manejo sobre a qualidade biológica do solo. O trabalho foi desenvolvido em três experimentos: (a) coletas de solos em áreas sob cultivo convencional e direto de tabaco, localizadas na microbacia de Arvorezinha/RS; (b) amostragens de solos em áreas sob cultivo convencional e orgânico de citros, localizadas na Ecocitrus em Montenegro/RS e (c) coletas da camada de serapilheira e do solo na área sob cultivo convencional e orgânico de citros. Em todos os locais também foram amostrados solos em áreas de mata nativa sem interferência antrópica. Para as coletas de solos foram utilizados cilindros metálicos (7 cm de diâmetro x 7,5 de profundidade) e para a extração e captura dos ácaros e colêmbolos aplicou-se a metodologia do Berlese-Tullgren. Foram monitoradas e avaliadas a flutuação na densidade de ácaros e colêmbolos ao longo do tempo, e calculados os índices de diversidade, e observadas a presença e ausência dos grupos taxonômicos e também a atividade e a diversidade funcional dos colêmbolos. Os resultados foram submetidos a análise estatísticas, pelo teste Tukey (5%) e a análise multivariada (análise de componentes principais, curvas de respostas principais e diagrama de distribuição dos grupos). As densidades de ácaros e colêmbolos foram influenciadas pelos sistemas de cultivos. Os táxons dos ácaros da família Galumnidae e dos gêneros Tyrophagus e Oribatida e dos colêmbolos das famílias Symphypleonidae e Isotomidae foram encontrados em menores densidades nas áreas sob cultivo convencional de tabaco e de citros. A análise multivariada dos dados mostrou que além dos táxons citados acima, também os ácaros da família Phithiracaridae e do gênero Neocunaxoides e os colêmbolos da famila Onychiuridae foram influenciados pelo manejo convencional, tanto no cultivo de tabaco como de citros. Entretando, a densidade de ácaros dos gêneros Rhizoglyphus e Armacirus foi maior sob sistema de cultivo convencional. Os índices de diversidade (Shannon_H, Taxa_S e de Margalef) e a atividade e diversidade funcional foram maiores para ácaros e colêmbolos capturados nas amostras de solos das áreas sob sistema cultivo orgânico de citros e de plantio direto de tabaco do que sob cultivo convencional. Os ácaros e colêmbolos foram influenciados pelos sistemas de cultivo de citros e de tabaco, onde foi possível observar relações entre a densidade dos grupos com as alterações no solo. / Mites and springtails are the major components of soil mesofauna and important in ecological processes such as decomposition of organic matter. Changes in biological soil quality caused by different tillage management systems cultivation can be assessed by monitoring mites and springtails edaphic. Based on this, the aim of this study was to verify the potential of groups and families of the mites and springtails to evaluate the effects of tillage systems on biological soil quality. The study was conducted in three experiments: (a) collections in areas under soil under conventional and no-till tobacco, located in the watershed of the Arvorezinha/RS; (b) sampling of soils in areas under conventional and organic cultivation of citrus, located in Ecocitrus in Montenegr /RS and (c) collection of the litter layer and soil in the area under conventional and organic cultivation of citrus. Soils in areas of native forest without anthropic interference were also sampled. For the collection of soil metal cylinders (7 cm diameter x 7.5 deep) and were used for the extraction and capture applied the methodology of Berlese-Tullgren. Were monitored and evaluated the fluctuation in the density of mites and springtails over time, and calculated diversity indices, and observed the presence and absence of taxonomic groups and also the activities and functional diversity of springtails. The results were subjected to statistical analysis by Tukey test (5 %) and multivariate analysis principal component analysis, principal response curves and elaborate the distribution diagram of groups. The population density of springtails and mites were influenced by tillage management. Taxa of mites Galumnidae family and genus Tyrophagus and Oribatida and Collembola families Symphypleonidae and Isotomidae were found in lower densities in areas under conventional cultivation of tobacco and citrus. Multivariate analysis revealed that besides the taxa mentioned above, also mites Phithiracaridae family and both conventional management in the cultivation of tobacco as citrus influenced genus of springtails and Neocunaxoides famila Onychiuridae. However, the density of mites of the Rhizoglyphus and Armacirus was higher under conventional tillage. The diversity indices (Shannon_H, Taxa_S and Margalef) and activity and functional diversity were higher for mites and springtails captured in soil samples from the areas under cultivation system organic citrus and tobacco tillage than under conventional tillage. Mites and springtails were influenced by the cultivation of citrus and tobacco, where it was possible to observe relationships between density of groups with changes in biological soil quality systems.

Submitted by (lucia.rodrigues@ufrpe.br) on 2016-06-29T14:17:53Z No. of bitstreams: 1 Arlete Cortes Barreto.pdf: 219761 bytes, checksum: 5ebb94f6376c24e303426d8927e8b6d2 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-29T14:17:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Arlete Cortes Barreto.pdf: 219761 bytes, checksum: 5ebb94f6376c24e303426d8927e8b6d2 (MD5) Previous issue date: 2005-06-10 / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / The withdrawal of the natural vegetation in order to implement an agriculturist system provokes a disequilibrium in the ground; if the process of adding organic substances is inferior to the decomposition process, this system won’t be able to reach its balance again, provoking the ground degradation. This study had as objective evaluate changes in the chemical and physical characteristics of the ground and in the total organic carbon level of a ground that has experienced different systems of use: 1 - remainder of Mata Atlântica, 2 - cacao (Theobroma cacao), and 3- pasture (Brachiaria decumbens). For each use, samples were collected, in the depths of 0 - 10 and 10 - 20 cm. The chemical and physical analyses had been proceeded, and the determination of the total organic carbon, nitrogen and match in the ground. The substitution of the natural vegetation for the cacao and pasture systems caused changes in the level of clay in the layer of 0 – 10 cm and in the levels of clay and silte in the second layer 10 – 20 cm. To the chemical characteristics evaluated (0-10 cm), it was observed that the levels of Ca+2, Mg+2 and P were higher, and in the cacao system, while the pasture showed higher pH andlevels of K+ and lower CTC. The attributes Al+3 and m decreased and V increased for the two uses of the ground. In the second layer 10-20 cm the cacao and pasture systems showed changes just related to the level of Ca+2, and for the cacao system, higher P level. The different systems of ground use didn’t cause changes in the level of TOC and N of the ground. In the first layer, it was possible to find good correlations between physical characteristics and bush TOC. The TOC and chemical attributes inthe second layer showed significant correlations just for the pasture area / A retirada da vegetação natural para implantação de sistema agrícola provoca um desequilíbrio no solo, se o processo de adição da matéria orgânica for inferior ao de decomposição, este sistema não atinge novamente seu equilíbrio, provocando a degradação do solo. O presente estudo teve como objetivo avaliar mudanças nas características químicas e físicas e no teor de carbono orgânico total de um solo submetido a diferentes sistemas de uso. 1 - remanescente de Mata Atlântica, 2 - cacau (Theobroma cacao), e 3 - pastagem (Brachiaria decumbens). Para cada uso foram coletadas amostras nas profundidades de 0 - 10 e 10 - 20 cm. Procederam-se às análises químicas e físicas e determinação de carbono orgânico total, nitrogênio e fósforo no solo. A substituição da vegetação natural pelos sistemas cacau e pastagem ocasionaram mudanças no teor de argila na camada de 0 – 10 cm e nos teores de argila e silte na segunda camada 10 – 20 cm. Para as características químicas avaliadas (0-10 cm) observou-se maiores teores de Ca+2, Mg+2 e P no sistema cacau, enquanto a pastagem apresentou maior pH e teores de K+ e menor CTC. Os atributos Al+3 e m decresceram e V aumentou para os dois usos do solo.Na segunda camada 10 – 20 cm os sistemas cacau e pastagem apresentaram mudanças apenas em relação ao teor de Ca+2, e para o sistema cacau maior teor de P. Os diferentes sistemas de uso do solo não ocasionaram mudanças no teor de COT e N do solo. Na primeira camada foram encontradas boas correlações entre características físicas e COT para mata. O COT e atributos químicos na segunda camada apresentaram correlações significativas apenas para a área sob pastejo

O manejo do solo, a rotação de culturas, uso de coberturas de solo e os sistemas integrados de produção agropecuária são práticas agronômicas que modificam os fluxos de carbono, energia e nutrientes no solo. Essas mudanças impactam diretamente na biomassa microbiana, na atividade de enzimas extracelulares e na diversidade microbiana no solo. Assim, o objetivo dessa tese foi avaliar as características microbianas, estoques de carbono e nitrogênio, propriedades físicas e disponibilidade de nutrientes de experimentos de média e longa duração sob semeadura direta, culturas de cobertura, rotação de culturas e integração lavoura-pecuária em ambientes de terras baixas cultivados com arroz irrigado. A semeadura direta por longo prazo refletiu no aumento da atividade de enzimas extracelulares e do carbono orgânico total e particulado em superfície; porém com redução da diversidade da comunidade microbiana do solo. A semeadura direta também aumentou em 37% e 12% os estoques de carbono comparado ao sistema convencional e pré germinado, repectivamente Contudo, a mudança desses atributos de solo sob semeadura direta não se refletiu em aumento da produtividade de arroz. A adoção dos sistemas integrados de produção agropecuária aumentou significativamente os principais macronutrientes na solução do solo cultivado com arroz irrigado. A rotação com soja também contribuiu para o aumento da atividade de enzimas extracelulares, disponibilidade de nitrogênio e produtividade de matéria seca de azevém 187% superior comparado à cultura do arroz. A adoção das culturas de cobertura resultou em maior atividade microbiana do solo associado aos maiores estoques de carbono e nitrogênio que propiciaram maior produtividade de arroz irrigado comparado as áreas sem coberturas de solo e sem fertilização. Dessa forma, esse trabalho demonstra a importância da adoção de práticas conservacionistas de manejo do solo para a melhoria da qualidade do solo em ambientes de terras baixas do Rio Grande do Sul. / Soil management, crop rotation, use of soil cover and integrated agricultural production systems are agronomic practices that modify the fluxes of carbon, energy and nutrients in the soil. These changes directly impact the microbial biomass, the activity of extracellular enzymes and the microbial diversity in the soil. The objective of this thesis was to evaluate the microbial characteristics, carbon and nitrogen stocks, physical properties and nutrient availability of medium and long term experiments under no-tillage, cover crops, crop rotation and crop-livestock integration in lowland where the main crop is irrigated rice. Long - term no - tillage reflected on the increase of the activity of extracellular enzymes and of particulate organic carbon on the surface, but with a reduction in the diversity of the soil microbial community. No-till also increased by 37% and 12% the carbon stocks compared to the conventional and pre-germinated system, respectively. However, improved soil quality under no-tillage was not reflected in increased rice yield. The adoption of integrated agricultural production systems significantly increased the main macronutrients in soil solution cultivated with irrigated rice. Crop rotation and the use of autumn-winter cover also contributed to the increase of extracellular enzyme activity in the soil. The increased microbial activity of the soil under rotation with soybean resulted in a ryegrass yield of about 187% higher compared to the rice crop. In the case of cover crops, the greater soil microbial activity associated with higher carbon and nitrogen stocks provided higher yield of irrigated rice compared to areas without soil cover. Thus, this work demonstrates the importance of the adoption of conservation practices of soil management for the improvement of soil quality and production sustainability in lowland environments in Rio Grande do Sul.

A avaliação das populações de ácaros e colêmbolos edáficos tem recebido atenção com vistas ao uso como indicadores biológicos da qualidade do solo devido às importantes funções desempenhadas por estes no solo. A análise do número, frequência e diversidade destes grupos em áreas sob cultivo agrícola, em comparação com áreas sob vegetações nativas podem indicar alterações ocorridas no solo. Com base nesta hipótese, este trabalho buscou avaliar qualitativa e quantitativamente a população de ácaros e colêmbolos presentes em uma área com o cultivo de Eucalyptus sp, uma área de mata nativa e outra de campo nativo, localizadas na Estação Experimental Agronômica da UFRGS, Eldorado do Sul – RS. Para isso, foram coletadas mensalmente, no período de janeiro a setembro de 2009, amostras de solo de três áreas. As amostras foram coletadas utilizando-se cilindros metálicos com 7,0 cm de diâmetro e 7,5 cm de altura, que eram introduzidos no solo e depois de retirados, eram envoltos em filme plástico de PVC e transportados em caixas de isopor até o laboratório de microbiologia da Faculdade de Agronomia da UFRGS. Para a extração dos ácaros e colêmbolos das amostras utilizou-se o método do funil de Berlese-Tullgren adaptado. Após eram recolhidos em frascos de vidro com líquido preservante (70% álcool e 1% glicerol). Após 168 horas de extração, todos os espécimes foram contados e identificados com auxílio de lupa e microscópio. Durante o período do estudo, nas três áreas foram capturados 1.314 ácaros e colêmbolos. O solo de área sob mata nativa apresentou o maior número de ácaros e colêmbolos em comparação com as demais áreas, mostrando que as diferentes coberturas vegetais podem influenciar na presença de indivíduos. Nas condições deste trabalho, a flutuação populacional de ácaros da família Oribatidae não foi afetada pelas diferentes coberturas vegetais do solo estudado não sendo um bom indicador da qualidade biológica do solo. A flutuação populacional dos ácaros das famílias Eupodidae e Pachygnathidae e dos colêmbolos da família Hypogastruridae podem ser indicados como bioindicadores de qualidade do solo. / The study of populations of mites and springtails edaphic has received attention in order to use as biological indicators of soil quality because of the important functions performed by them in the ground. The analysis of the number, frequency and diversity of these groups in areas under cultivation, compared with areas under native vegetation may indicate changes in the soil. Based on this hypothesis, this study sought to evaluate qualitatively and quantitatively the population of mites and springtails present in an area with growing Eucalyptus spp, a native forest and other native grassland, located at the Agronomic Experimental Station of UFRGS, Eldorado do Sul - RS. To do so, were collected monthly between January to September 2009, soil samples from three areas. Samples were collected using a metal cylinder with diameter 7.0 cm and 7.5 cm in height, which were introduced into the soil and once removed, were wrapped in PVC film and transported in coolers to the laboratory of Microbiology, Faculty of Agronomy. For the extraction of mites and springtails of the samples used the method of the Berlese-Tullgren funnel adapted. After they were collected in glass bottles with liquid preservative (70% alcohol and 1% glycerol). After 168 hours of extraction, all specimens were identified and counted with a magnifying glass and microscope. During the study period, three areas were captured 1314 mites and springtails. The land area under forest had the largest number of mites and springtails in comparison with other areas, showing that the different vegetation cover may influence the presence of individuals. In the present conditions, the population fluctuations of the mite family Oribatidae was not affected by different vegetation covers the soil studied was not a good indicator of soil biological quality. The mite population fluctuation of families and Eupodidae Pachygnathidae and Collembola family Hypogastruridae can be displayed as bioindicators of soil quality.

O uso de dejetos animais como fertilizantes em excesso e/ou por longos períodos pode causar acúmulo e alterar as formas e disponibilidade de P, Cu e Zn do solo. O objetivo do trabalho foi avaliar alterações nos teores, formas e disponibilidade destes elementos no solo e verificar sua validade e de alguns índices ambientais em áreas de uso de dejetos animais. O trabalho constou de análises químicas em solo coletado na camada 0-20 cm em dois locais de uso contínuo e uso passado de dejetos animais, no município de Concórdia SC, no sul do Brasil. Realizaram-se extrações independentes e fracionamento químico para P, Cu e Zn, além de análises de outros atributos químicos do solo. As formas predominantes de Cu e Zn foram as recalcitrantes em ambos os locais, porém, os dejetos animais causaram expressivo aumento nos teores e proporções das formas mais facilmente disponíveis. Os teores de Cu e Zn extraíveis com HCl 0,10 mol L-1 (CuO e ZnO) e as proporções entre CuO e Cu total e entre ZnO e Zn total do solo mostraram-se potenciais índices para discriminar áreas com e sem uso de dejetos animais. As formas de P predominantes nas áreas sem dejetos foram as recalcitrantes e nas áreas com dejetos, as mais reativas, sendo que nessas últimas aumentou a proporção de P inorgânico e diminuiu aquelas de P orgânico e de P residual no solo, havendo indícios de que essas alterações persistem no longo prazo. O uso de dejetos animais aumentou expressivamente a taxa de ocupação dos sítios potencialmente reativos para P do solo, resultando em P extraído por água (PAG) muito acima daquele considerado como o limite crítico para baixo risco ambiental. O índice grau de saturação de P (GSP) mostrou-se válido para solos com uso de dejetos animais, confirmando seu potencial de uso como índice para fins ambientais. / Land application of animal wastes in the long term and or in excess of crop needs may cause the build up of P, Cu and Zn in the soil and change their dominant forms and availability. The objective of the research was to assess contents and dominant forms of P, Cu and Zn as well as their availability in the soil and check for their usefulness as soil indices applied to areas receiving animal wastes. The research consisted of chemical analysis for soil characterization followed by sequential and single extractions for P, Cu and Zn from soil samples taken from the top 20 cm layer of animal manured areas and adjacent forest or pasture fields in two locations in Concórdia SC, Southern Brazil. In one of the places animal wastes were continuously applied for at least 10 years while in the other one no manures were applied since 8 years from sampling which followed a period of at least 10 years of intensive manuring. The predominat forms of Cu and Zn were the recalcitrant ones in both locations in no manured areas as well as in nearly all of the manured areas. However, animal wastes clearly increased the amount and proportion of the more available forms of Cu and Zn as measured by both sequential and single extractions. Cu and Zn extracted by HCl 0,10 mol L-1 (respectively CuO and ZnO) as well as the ratio CuO/total Cu and ZnO/total Zn showed good potential as soil indices to discriminate manured from no manured areas. Regarding to P the predominant forms in no manured areas were the recalcitrant ones while in the manured areas predominated the more available ones with a clear increase in the inorganic forms. The build up of soil P and the change in the dominant forms of this element appear to be long lasting. The long term use of animal wastes greatly increased the soil P saturation which resulted in water extractable P far exceeding the critical limit for low environmental risks. The degree of P saturation (OPS) confirmed its applicability for clay soils and showed to be a good tool to discriminate manured from no manures areas.