Orientadora: Profª. Drª. Fabiane Machado Vezzani / Coorientadora: Profª. Drª. Glaciela Kaschuk / Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Ciência do Solo. Defesa: Curitiba, 17/02/2017 / Inclui referências ao final de cada capítulo / Resumo: As interações tróficas são essenciais para o fluxo de nutrientes no solo, as quais são dependentes de plantas, protozoários, fungos e bactérias. Nesse sentido, os 5 capítulos desta tese tem o objetivo de estudar as interações entre a comunidade microbiana do solo em sistemas agrícolas. O primeiro capítulo é uma revisão sobre a regulação das funções bacterianas alteradas pela predação dos protozoários edáficos. O efeito dos protozoários edáficos está além de uma simples predação das células bacterianas. Os protozoários interagem em diversos caminhos com as células microbianas, potencializando suas importantes funções. O segundo artigo tem o objetivo de verificar o efeito da sucessão de culturas (S - trigo - soja) e rotação de culturas (R - ervilhaca - milho - aveia - soja - trigo - soja) na comunidade microbiana do solo. A rotação de culturas aumentou a frequência relativa de bactérias gram-positivas, micorriza arbuscular e amebas em microagregados, enquanto a sucessão de culturas aumentou os flagelados em macroagregado. O efeito dos sitemas de culturas está relacionado com a adição de matéria seca com alta relação C/N em rotação de culturas, aumentado processos conservativos no solo. Os mesmos sistemas de culturas citados anteriormente foram usados para um terceiro artigo, com o objetivo de investigar o efeito dos sistemas de culturas na comunidade bacteriana do solo em macro e microagregado. Os sistemas de culturas não afetaram a diversidade de bactérias, entretanto a estrutura da comunidade mudou entre tratamentos. A sucessão de culturas aumentou a frequência do filo Spirochaetes e a acidobactéria Holophagae, enquanto a rotação de culturas aumantou a frequência de Chloracidobacteria. A bactéria Holophagae é uma bactéria copiotrófica, apta em consumir carbono lábil, enquanto a Chloracidobactéria é uma bactéria oligotrófica, vivendo em nichos oligotróficos do solo. Dessa forma, a rotação de culturas revelou ser um sistema conservativo de carbono. O quarto artigo apresentado nessa tese teve o objetivo de investigar o efeito de duas formas de adição de carbono na comunidade de protozoários edáficos. Adição via raiz e cobertura morta na cultura do milho. Os protozoários foram coletados nas profundidades 0-10 cm; 40 - 50 cm; 60 - 70 cm em julho e setembro. Os tratamentos, produndidades e épocas afetaram os flagelados Glissomonad, Spumella e as amebas Acanthapodiais e Eruptives. Todos morfotipos de protozoários decresceram em profundidade devido ao menor concentração de carbono e nitrogênio em profundidade. Apesar disso, os índices ecológicos não variaram entre os tratamentos. Dessa forma, a adição de carbono na forma de resíduos de culturas ou raiz apenas alterarou a abundância e pequenos flagelados e pequenas amebas em época com maior umidade no solo. O quinto capítulo apresenta o objetivo de avaliar o efeito da inoculação da Acanthamoeba castellanii no crescimento de Arabdopsis, a qual apresentou o dobro de volume radicular com a inoculação de Acanthamoeba castellanii. Como conclusão, temos que o sistema de rotação de culturas alterarou a distribuição de protozoários e bactérias em micro e macroagregados, além de conservar importantes funções da comunidade microbiana do solo. Acanthamoeba castellanii aumentou o volume radicular de Arabdopsis, podendo ser uma importante alternativa como parte de estratégias de inoculação em plantas. Key-words: Ecologia do solo. Comuinidade microbiana. Protozoários do solo. Crescimento de planta. / Abstract: The trophic interactions are essential to nutrient flow in soil, which are dependent of soil protozoa, fungi and bacteria. In this sense, five papers are presented in this thesis to study the interactions between microbial communities in crop land. The first work is a review about the regulation of soil bacteria function provide by soil protozoa grazing. The protozoa interact in different ways with microbial cells, potentiating important functions of bacterial colonies. The second article has the aim of verify the effect of crop succession (S - wheat-Soybean) and crop rotation (R-Vetch - Maize - Oat - Soybean - Wheat - Soybean) on soil microbial community. The crop rotation increased the relative frequence of gram-positive bacteria, arbuscular mycorrhiza fungi and soil amoebas in microaggregate, while the crop succession increased the falgellates in macroaggregate. The crop system effect is related to addition to high dry matter production with high ratio C/N in crop rotation, increasing the conservative process in soil. The same crop system cited above was used in a third article with the aim of investigate the effect of crop system on soil bacterial community in macro and microaggregate of soil. The crop system did not affect the diversity of bacteria, however the community structure changed through the crop system. The crop succession increased only the phyla Spirochaetes and the acidobacterium Holophagae, while the crop rotation increased the acidobacterium Chloracidobacteria. The Holophagae is a copiotrophic bacterium able in consume labile carbon. While the Chloracidobacteria is an oligotrophic bacteria able living in olitrophic niches of soil. Thus, the crop rotation selected the oligotrophic bacterium, revealing to be a conservative system. In addition to effect of crop system, the fourth article has the aim of investigate the effect of two ways of input of organic carbon in the soil (growthing plant or mulch) on structure of soil protozoa community. The treatment used was green plants (P); only mulch (L); and fallow (F), as a control, in three depths: 0 at 10 cm; 40 at 50 cm; 60 at 70 cm in July and September. The treatments, depths and seasons affected the Glissomonad, Spumella flagellates and Acanthapodial, Eruptive amoebas. All morphotypes of the soil protozoa decreased in depth, it could be related to the soil carbon and nitrogen decrease. Despite these effects, the ecological indexes did not vary between the treatments. Thus, the adding carbon in the form of crop residues or by root presence did not change the diversity and number of total soil protozoa, but increased the abundance of small flagellates and small amoebae in soil surface on season with higher water content. The chapter five has the aim of evaluate the effect of inoculation of Acanthamoeba castellanii in Arabdopsis growth, which increased two fold the root volume in compare with control. Thus, the crop rotation changes the soil protozoa distribution in micro and macroaggregate. In addition, the crop rotations conserve important functions of soil microbial community. The Acanthamoeba castellanii increased the root volume of Arabdopsis, which this inoculation can be an alternative to promote plant growth. Key-words: Soil ecology. Microbial community. Soil protozoa. Plant growth.

Orientador: Prof. Dr. George Gardner Brown / Co-orientadora: Profª. Drª. Fabiane Machado Vezzani / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Ciência do Solo. Defesa: Curitiba, 30/08/2012 / Inclui referências / Area de concentração : Solo e ambiente / Resumo: Os reflorestamentos cumprem um papel importante no desenvolvimento sócioeconômico do País em nível regional e nacional. Sabe-se que a cobertura florestal pode afetar a composição da fauna edáfica, incluindo as espécies de minhocas, devido à sua sensibilidade às condições ambientais. Os plantios florestais podem aumentar as populações da macrofauna do solo, entre elas, as minhocas, porém, existem poucos dados sobre o assunto no país, e desconhecem-se os efeitos das minhocas sobre o crescimento de essências florestais. Portanto, este trabalho avaliou, em duas ocasiões (2010 e 2012), a densidade e diversidade de minhocas em cinco plantios de Eucaliptos na Embrapa Florestas – Colombo (PR): três plantios de Eucalyptus dunnii, denominados EDI, EDII e EDIII com 30 a 31 anos de idade, um plantio de eucalipto misto (EM) de 26 anos, sobre Cambissolos distróficos (húmicos e háplicos), um plantio de Eucalyptus benthamii (EB) com 28 anos, sobre Latossolo Bruno distrófico. Coletaram-se cinco monólitos de 40x40 cm até 20 cm de profundidade, em cada área, e avaliaram-se as propriedades do solo de cada plantio, visando estudar as relações das populações de minhocas com parâmetros físicoquímicos edáficos. Além disso, avaliou-se, em casa de vegetação, o crescimento de mudas de três espécies de Eucaliptos (E. dunnii, E. grandis e E. benthamii) na presença e ausência de minhocas (quatro Pontoscolex corethrurus ou duas Amynthas gracilis por vaso), após cinquenta dias. Nos plantios de Eucaliptos, encontraram-se seis espécies de minhocas (P. corethrurus, A. gracilis, A. corticis, Metaphire schmardae, Fimoscolex sp. e Glossoscolex sp.), mas predominou a espécie P. corethrurus, representando >95% do total de indivíduos coletados em ambas as datas. Somente nos plantios de E. benthamii sob Latossolos, não dominou essa espécie, mas sim as nativas Glossoscolex sp. e Fimoscolex sp. Em casa de vegetação a espécie E. dunnii apresentou crescimento mais rápido que E. grandis e E. benthamii. A inoculação do solo com minhocas promoveu o crescimento das mudas de Eucalyptus benthamii (com P. corethrurus) e E. grandis (com A. gracilis), mas não teve efeito significativo sobre o crescimento de E. dunnii. Houve mortalidade completa de P. corethrurus, mas apenas 10% das A. gracilis morreram no final do ensaio. Outros ensaios ainda são necessários, portanto, para esclarecerem os mecanismos dos efeitos dessas espécies sobre o crescimento dos eucaliptos em casa de vegetação. Palavras-chave: Banco de sementes, plantios florestais, oligoquetas terrestres. / Abstract: Reforestation has an important role in the socio-economic development of Brazil at regional and national levels. It is known that forest cover can affect the composition of edaphic fauna, including species of worms, due of their sensitivity to environmental conditions. These plantations can increase populations of soil macrofauna, among them, earthworms, but there is little data on the subject in the country, and the effects of earthworms on the growth of forest species are unknown. Therefore, this study evaluated on two occasions (2010 and 2012), the abundance and diversity of earthworms in five Eucalyptus plantations at Embrapa Florestas - Colombo (PR): three Eucalyptus dunnii, called EDI, EDII and EDIII with 30 to 31 years of age, a mixed planting of eucalyptus (EM) 26 yr old on dystrophic (humic and Haplic) Cambisols, and a Eucalyptus benthamii plantation (EB) 28 years old on a dystrophic Oxisol. Five monoliths (40x40 cm up to 20 cm depth) were collected in each area, and the properties of soil evaluated in each plantation, to study the relationships of earthworm populations with edaphic physico-chemical parameters. Furthermore, in a greenhouse seedling growth of three species of Eucalyptus (E. dunnii, E. grandis and E. benthamii) were evaluated in the presence and absence of earthworms (Pontoscolex corethrurus or Amynthas gracilis), after fifty days. In the Eucalyptus plantations, six species of earthworms (P. corethrurus, A. gracilis, A. corticis, Metaphire schmardae, Fimoscolex sp. Glossoscolex sp.) were found, but the predominant species P. corethrurus, represented >95% of all individuals collected on both dates. Only in E. benthamii under Oxisols, this species did not dominate; rather the native Glossoscolex and Fimoscolex sp. were dominant. In the greenhouse E. dunnii grew faster than E. grandis and E. benthamii. Inoculation of soil with earthworms promoted the growth of seedlings of E. benthamii (with P. corethrurus) and E. grandis (with A. gracilis), but had no significant effect on the growth of E. dunnii. There was complete mortality of P. corethrurus, but only 10% of A. gracilis died at the end of the trial. Other trials are still needed, therefore, to clarify the mechanisms of the effects of these species on the growth of eucalyptus trees in the greenhouse. Keywords: Forest plantations and terrestrial oligochaetes. 2

Orientador: Prof. Dr. Jorge Luiz Moretti de Souza / Co-orientador: Prof. Dr. Adão Wagner Pêgo Evangelista / Co-orientador: Prof. Dr. Robson André Armindo / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Ciência do Solo. Defesa: Curitiba, 21/03/2014 / Inclui referências / Area de concentração : Qualidade e manejo conservação do Solo / Resumo: A água é o recurso natural mais intensamente utilizado pelo homem na atualidade e a agricultura o setor que mais consome água doce no mundo. O balanço hídrico agrícola (BHA) consiste na determinação da necessidade ou disponibilidade hídrica real aos cultivos agrícolas. Apesar de excelente ferramenta de planejamento, questões referentes às suas componentes de entrada, como coeficiente de cultivo (kc), profundidade efetiva do sistema radicular (z) e fração de água disponível no solo (p) necessitam de aperfeiçoamentos. Teve-se por objetivo no presente trabalho estabelecer e avaliar funções e modelos destinados ao estudo e determinação das relações hídricas para melhorar as estimativas das componentes do balanço hídrico agrícola. Para tanto, o trabalho foi estruturado em três capítulos: Capítulo 1 Funções para estimativa do coeficiente de cultivo diário de culturas agrícolas; Capítulo 2 – Funções para estimativa da profundidade efetiva do sistema radicular e fração de água disponível no solo; Capítulo 3 – Aperfeiçoamentos para estimativa do balanço hídrico agrícola do Pinus taeda L. em Telêmaco Borba-PR. A comparação entre as diferentes funções e modelos com valores medidos foi realizada empregando análise gráfica, coeficiente de determinação (R²), índice "d" de concordância, índice "c" de desempenho, erro médio e erro absoluto médio. As funções de kc obtidas, que variam conforme os dias após plantio, melhoram a estimativa da evapotranspiração da cultura, por refletirem melhor as condições locais, em comparação com os valores de kc comumente utilizados na literatura. Não se encontrou um modelo de estimativa z que possa ser utilizado generalizadamente, no entanto, os fatores que mais a influenciam em diferentes tipos climáticos foram identificados, possibilitando o estabelecimento dos melhores modelos para a cana-de-açúcar, feijão e milho. O emprego de valores de kc e fração p diários melhoram a estimativa do BHA do Pinus taeda, tornando-o mais sensível às mudanças morfoclimáticas locais, porque possibilita melhor ajustamento aos valores do balanço hídrico do solo, refletidos nas componentes de saída, como evapotranspiração real e armazenamento de água no solo. / Abstract: Water is the natural resource most intensively used by man today and agriculture the sector that consumes more freshwater in world. The agricultural water balance (AWB) consists in determining the need or real water availability to crops. However, questions concerning their input components as crop coefficient (kc), effective system root depth (z) and fraction of available soil water (p) require enhancements to improve estimates. This study aimed to establish and to evaluate functions and models for the study and determination of water relations to improve estimates of agricultural water balance components. To this end, the study was divided into three chapters: Chapter 1 - Functions to estimate the daily crop coefficient of agricultural crops; Chapter 2 - Functions to estimate the effective root system depth and fraction of available soil water; Chapter 3 - Enhancements to estimate crop water balance of Pinus taeda L. in Telêmaco Borba-PR. The comparison between the different functions and models with measured values was performed using graphical analysis, determination coefficient (R²), index "d" of concordance, index "c" of performance, mean error and mean absolute error. The kc functions obtained which vary according to days after planting, improve estimated crop evapotranspiration, by better reflect local conditions, compared with kc values commonly used in literature. Not found a model for estimating z that can be widely used, however, the factors that influence it in different climate types were identified, allowing the establishment of best models for sugarcane, bean and corn. The use of daily kc and fraction p values improve estimate of AWB of Pinus taeda, making it more responsive to local morphoclimatic changes, because it allows better adjustment to the values of soil water balance, reflected in output components such as real evapotranspiration and soil water storage.

Orientador: Prof. Dr. Renato Marques / Co-orientadora: Profª. Drª. Luciana Duque / Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Ciência do Solo. Defesa: Curitiba, 23/02/2017 / Inclui referências / Resumo: O objetivo geral deste trabalho foi avaliar a ciclagem de fitomassa e nutrientes em plantios clonais de eucalipto com e sem desbaste. O trabalho foi conduzido no município de Itatinga, SP, clima Cwa, em povoamentos com oito clones (C219, I-042, 1277, H13, GG100, I224, UROCAM, I144) e um plantio semental de eucalipto (E. grandis). O experimento foi um delineamento de parcelas subdivididas. As parcelas foram compostas pelos 8 clones e pelo plantio semental, sendo suas subparcelas as áreas com desbaste (D) e as áreas sem desbaste (SD). As coletas de serapilheira depositada foram realizadas mensalmente de abril de 2014 a abril de 2016; e a serapilheira acumulada em cada estação do ano, entre junho de 2015 e junho de 2016. Em ambos materiais foram determinados os teores de macro e micronutrientes. Foram caracterizados também os atributos químicos e microbiológicos do solo; e os teores de nutrientes nos tecidos foliares e da madeira das plantas. O padrão de deposição e acúmulo de serapilheira mostrou-se associado às estações do ano, com maiores valores na primavera e verão. A fração foliar foi a mais representativa no retorno de fitomassa ao solo. Os valores decrescentes dos teores de nutrientes na serapilheira apresentaram-se na seguinte ordem: Folhas > Galhos > Casca > Órgãos reprodutivos > Restos vegetais. Para a maioria dos materiais genéticos, os teores nutricionais foram maiores nas folhas de serapilheira das áreas em que foi realizado o desbaste seguindo a tendência: N > Ca > Mg > K > P. A decomposição da serapilheira foi ligeiramente maior nas áreas D em comparação com SD. Foram identificadas diferenças quanto aos atributos químicos do solo, aparentemente decorrentes do histórico de uso das áreas, anterior aos plantios; não sendo observadas diferenças nestes atributos entre os tratamentos estudados. Os atributos microbiológicos foram ligeiramente maiores no verão e não foi verificada influência do material genético sobre eles. Houve pouca influência do tipo de tecido vegetal (cerne, alburno ou casca) nos teores dos nutrientes. O desbaste não influenciou a sequência decrescente dos teores dos nutrientes nas folhas, a qual foi semelhante à observada nos tecidos do tronco (N>Ca>Mg>K>P). As avaliações feitas ao longo do projeto mostraram, de maneira geral, pequenas distinções quanto aos processos biogeoquímicos entre os diferentes materiais genéticos avaliados. Palavras-chave: serapilheira, clones, desbaste, biogeoquímica. / Abstract: The aim of this work was to evaluate the biomass and nutrient cycling in clonal eucalyptus plantations with and without thinning. It was carried out in the county of Itatinga-SP, Cwa climate, in nine plots with eight eucalyptus clones (C219, I-042, 1277, H13, GG100, I224, UROCAM, I144) and an E. grandis stallion planting. The experimental design was subdivided plots, where plots were composed by the 8 clones and the stallion planting and subplots represented by thinning (D) and no-thinning (SD). The litterfall collections were made monthly from April 2014 to April 2016. To estimate the litterstock, collections were made in each season of the year, between June 2015 and June 2016. Both materials were submitted to nutrient analysis. Soil was characterized by chemical and microbiological analysis, and foliar and wood tissues had their nutrient content determined. Litterfall and accumulation of litterstock were related to the seasons, with higher values during Spring and Summer. The Leaves fraction was the most representative in litterfall. The nutrient content in the literfall fractions showed the following sequence: Leaves>Branches>Bark>Reproductive organs>Vegetable remains. For most of the genetic materials, nutrient content in the Leaves followied the trend: N>Ca>Mg>K>P. The decomposition was slightly higher in the areas with thinning compared to no-thinning. Differences for chemical soil attributes were apparently due to different land use in the past, and no related to genetic material or stand management. Most of microbiological attributes showed the highest values during Summer, without influence of the genetic material. The type of the wood tissue (heartwood, sapwood or bark) presented very little influence on their nutrient content. Thinning did not influence the decreasing sequence of nutrient contents in the leaves, which was similar to that observed in the trunk tissues (N>Ca>Mg>K>P). The evaluations carried out throughout the project demonstrate only small differences between the different genetic materials regarding the biogeochemical processes evaluated. Key-words: litterfall, clones, thinning, biogeochemistry

Orientador: Mitishita, Edson A / Co-orientador: Helio O. da Rocha / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências da Terra, Programa de Pós-Graduação em Ciências Geodésicas / Resumo: O trabalho proposto teve por objetivo utilizar o processo de Monorestituição desenvolvido por MAKAROVIK ( 1973 ) através do software Monorestituidor Digital, MITISHITA ( 1997 ), no levantamento de solos. Devido ao fato de a Monorestituição utilizar uma fotografia aérea singular para a restituição de arquivos vetoriais, buscou-se uma alternativa para a visualização do relevo da região. Isto foi obtido através da utilização de um mapa de classes de declive e das curvas de nível, geradas através de um conjunto de pontos com coordenadas planialtimétricas. Foram utilizados no trabalho, uma fotografia aérea da região, sendo que esta continha toda área de estudo, num total de 1000 ha, do vôo Paraná-Cidade 1997; a rede de drenagem extraída da fotografia aérea; o mapa de classes de declive; curvas de nível; pontos de coordenadas conhecidas e dados de calibração de câmara. Após a retificação dos arquivos de drenagem e unidades fisiográficas foi realizada uma análise de agrupamentos para englobar unidades semelhantes segundo critérios de variáveis de drenagem e relevo. Os resultados mostraram que a utilização dos diversos tipos de informações de drenagem, relevo e informações das fotografias aéreas permitiram uma boa segmentação da paisagem, gerando 31 polígonos representantes das classes Latossolo Vermelho, Argissolo, Cambissolo e Neossolo. / Abstract: The scope of this work is to use the process of Mono-Differential Restitution, developed by MAKAROVIK ( 1973 ) using the "Monorestituidor Digital" software ( MITISHITA 1997 ), in soil survey. Due to the fact that the Mono-Differential Restitution uses an unique aerial photography for ratifying the vectorial files, an alternative method was used for vizualizing the regional relief. It was obtained through the use of a slope class map and the topographic curves obtained by a set of planialtimetric coordinate system. In this work, a regional aerophotographyy containing the study area with 1000 ha, a slope class map; topographic curves coordinate points and the calibration data of the camera were used. The rectification of the drainage files and the physiographic units made it possible to have a complete analysis over the similar unit groups, according to the drainage and relief. The results obtained showed that the aerial photographs could provide most of the information needed to create the 31 polygons of diferent soil classes.

Orientador: Prof. Dr. Antônio Carlos Vargas Motta / Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Ciência do Solo. Defesa: Curitiba, 10/03/2017 / Inclui referências: f. 79-91 / Resumo: A infusão feita a partir das folhas processadas de erva-mate (Ilex paraguariensis St.,Hil.,) consiste em bebida não alcoólica tradicionalmente consumida na América do Sul. Outros usos para as folhas de erva-mate são produtos nas indústrias de alimentos, bebidas, cosméticos, fármacos e produtos de limpeza. São incipientes as pesquisas com fertilidade do solo e variação genotípica que estudem uma ampla gama de elementos químicos na erva-mate. Nesse sentido, o objetivo do estudo foi determinar a contribuição de variáveis de solo, fertilização e genótipos para a composição elementar de erva-mate. Foram idealizados três estudos com este propósito: 1) em casa de vegetação, para estudar efeito do solo, adubação com P e clone de erva-mate; 2) a nível de campo, para estudar efeito do clone e adubação com P; 3) avaliando a composição e distribuição espacial de nutrientes e outros elementos no tecido foliar em erval nativo. Em casa-de-vegetação foram cultivadas mudas de dois clones de erva-mate, cada clone em delineamento inteiramente casualizado em esquema fatorial 2 x 4 (P - sem e com versus quatro solos ácidos). Foi determinado o crescimento de plantas e a os teores totais (C e N via analisador elementar; P, K, Ca, Mg, Fe, Mn, Zn, Cu, Ni, B, Mo, Co, As, Cd, Pb, Ba, Cr e V via espectrometria de emissão óptica com plasma indutivamente acoplado ICP-OES) nas folhas e usando microscopia eletrônica de varredura com espectroscopia de energia dispersiva (C, O, Ca, Mg, K, P, Mn, Al, Si, Na). Em condição de campo, em dois municípios (Itaiópolis e Três Barras) em Santa Catarina, Brasil, foram realizados experimentos envolvendo adubação fosfatada (cinco doses de P) e clones de erva-mate (dois clones). Foi determinada a composição elementar de folhas (Al, B, Ba, Ca, Cd, Cs, Cu, Fe, K, Mg, Mn, Ni, Pb, Rb, S, Se, Sr, Ti, V e Zn via espectrometria de massa por plasma acoplado indutivamente ICP-MS). Em folhas coletadas em erval nativo no município de Cruz Machado (Paraná, Brasil), foram analisadas utilizando microscopia eletrônica de varredura com espectroscopia de energia dispersiva (MEV-EDS) e espectroscopia de fluorescência de raios X (XRF) para a realização de microanálises; além disso, os teores totais de elementos (K via espectrometria de emissão por chama; Ca, Mg, P, S, Fe, Mn, Zn, Cu, Ni, B, Si, Al, Ba, Pb e Cd usando ICP-OES). Na condição de casa-de-vegetação a adubação fosfatada mostrou grande efeito positivo sobre o crescimento da erva-mate, embora o incremento no crescimento diminui em solo com maior disponibilidade inicial de P ou com alguma limitação nutricional. A adubação fosfatada altera os teores de elementos nutrientes e elementos potencialmente tóxicos das folhas de erva-mate, o que é dependente do tipo de solo e clone, sendo que o tipo de solo e o clone também afetam isoladamente alguns elementos. Porém, resultados contrastantes entre o estudo em casa-de-vegetação e no campo, como, por exemplo, para os teores de Pb, que apresenta aumento ou decréscimo com a adubação fosfatada, impossibilita que generalizações sejam feitas. O fator solo teve grande contribuição para a acumulação de Mn acima de 1000 mg kg-1 nas folhas, que é dependente da elevada acidez do solo e, da disponibilidade desse elemento no solo, associada com teores de Mn-disponível, Mn-baixa cristalinidade e Mn-cristalino. A variação genotípica indica potencial de uso para fins de segurança alimentar, embora para o Se, seria necessário suplementação via fertilizantes ou fortificação dos produtos a base de erva-mate. Com base nas avaliações de microanálise, pode-se dizer que ocorre acúmulo de Si e O, entre a parede celular e a cutícula na face externa da epiderme superior das folhas e, a formação de precipitados com Ca, O e C, sobretudo na nervura central. Também podem ocorrer precipitados com Al, Si e O em estômatos da folha e acumulação de Mn, Ba, Ca e P na estrutura de um possível líquen encontrado na superfície da epiderme superior da folha. O presente estudo contribui para incrementar o conhecimento acerca da composição elementar da erva-mate, sobretudo pela análise em solos, adubação, condições ambientais, tecidos vegetais e materiais genéticos contrastantes, com destaque para elementos pouco conhecidos nessa espécie, como Ba, Cd, Cr, Cs, Mo, Ni, Pb, Rb, Se, Sr, Ti e V. Ao utilizar técnicas de microanálise, demonstrou-se que vários enfoques podem ser dados no estudo da composição elementar nas folhas de erva-mate. Com isso, tem-se a possibilidade de ampliar o debate acerca dos teores de nutrientes e elementos indesejáveis na erva-mate. Palavras-chave: Solos ácidos. Adubação fosfatada. Variação genotípica. Elementos-traço. Microscopia eletrônica. / Abstract: Yerba mate (Ilex paraguariensis St., Hil.) is a plant known for its health benefits. The infusion prepared from the processed leaves of this plant is a non-alcoholic beverage traditionally consumed in South America. Other uses for yerba mate leaves are in the form of food products, other beverages, cosmetics, pharmaceuticals, and cleaning products. Research on soil fertility and genotypic variation that focuses on a wide range of chemical elements in yerba mate is incipient. Thus, the aim of this study was to determine the contribution of soil variables, fertilization, and genotypes to the elemental composition of yerba mate. Three experiments were designed for this study: 1) in a greenhouse, the effect of soil, fertilization with P and, clone of yerba mate was evaluated; 2) at the field sites, to study the effect of the clone and fertilization with P; and 3) evaluation of the composition and spatial distribution of nutrients and other elements in leaf tissues under wild-grown plants. In the greenhouse experiments, two clones of yerba mate were cultivated, each in a completely randomized design in a 2 × 4 factorial scheme (without and with P versus four acid soils). We measured plant growth and total elemental content: C and N via elemental analyzer; P, K, Ca, Mg, Fe, Mn, Zn, Cu, Ni, B, Mo, Co, As, Cd, Pb, Ba, Cr, and V via inductively coupled plasma optical emission spectrometry (ICP-OES), and C, O, Ca, Mg, K, P, Mn, Al, Si, and Na using scanning electron microscopy with dispersive energy spectroscopy (SEM-EDS). Under field conditions, experiments involving phosphate fertilization (five P rates) and two yerba mate clones were carried out in two municipalities (Itaiópolis and Três Barras) in Santa Catarina, Brazil. The elemental composition of leaves (Al, B, Ba, Ca, Cd, Cu, Fe, K, Mg, Mn, Ni, Pb, Rb, S, Se, Sr, Ti, V, and Zn) was determined by inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS). Leaves collected from wild-grown plants in the city of Cruz Machado (Paraná, Brazil) were analyzed using SEM-EDS and X-ray fluorescence spectroscopy (XRF) was used to perform microanalysis. In addition, the total elemental content was determined using flame emission spectrometry (for K) and ICP-OES (for Ca, Mg, P, S, Fe, Mn, Zn, Cu, Ni, B, Si, Al, Ba, Pb, and Cd). Under greenhouse conditions, phosphate fertilization had a large positive effect on yerba mate growth, although growth increment decreased in soil with higher initial availability of P or with some nutritional limitation. Phosphate fertilization led to changes in the nutrient content and potentially toxic elements of yerba mate leaves, which were dependent on the soil and clone type. Soil type and clone also affected some elements in isolation. However, contrasting results between greenhouse and field experiments-such as those for Pb contents, which increased or decreased with phosphate fertilization-renders it impossible to draw conclusions. Soil type contributed greatly to the accumulation of Mn (above 1000 mg kg-1) in the leaves; this was dependent on the high acidity of the soil and availability of Mn in the soil (associated with Mn-available, Mn-low crystallinity and Mn-crystalline forms). Genotypic variation indicated potential use for food safety purposes, although for Se, supplementation via fertilizers or fortification of yerba mate products would be necessary. Based on microanalysis evaluations, accumulation of Si and O occurs between the cell wall and the cuticle on the external surface of the upper epidermis of the leaves. Additionally, formation of Ca, O, and C precipitates occurs in the central vein. Aluminum, Si, and O precipitates may also occur in the leaf stomata, while accumulation of Mn, Ba, Ca, and P occurs in the structure of a possible lichen found on the surface of the upper epidermis of the leaf. The present study contributes to an increased knowledge about the elemental composition of yerba mate, mainly by the analysis of soil, fertilization, environmental conditions, plant tissues, and contrasting genetic material, especially for elements not well known in this species, such as Ba, Cd, Cr, Cs, Mo, Ni, Pb, Rb, Se, Sr, Ti, and V). By using several microanalysis techniques, we showed that various approaches can be used in the study of the elemental composition of yerba mate leaves. This research may help to broaden the debate about the contents of nutrients and undesirable elements in yerba mate. Keywords: Acid soils. Phosphate fertilization. Genotype variation. Trace elements. Electron microscopy

Um solo de horizonte C saprolítico, originário de arenito Botucatu, foi caracterizado através de ensaios geomecânicos e químicos. O emprego deste solo como componente de pavimentos rodoviários não é aconselhado pela sua baixa capacidade de suporte, média expansibilidade, pequena resistência a erosão e mau comportamento resiliente. Apresentando o solo características que o fazem apropriado para a estabilização físico-química, procedeu-se a dosagem de solo-cal e de solo-cimento. Também foram adotados outros teores de cal e de cimento para o estudo do solo melhorado. Com a adição de cal ou de cimento foram obtidas substanciais melhorias na expansão, na capacidade de suporte, na resistência, no comportamento resiliente e na durabilidade. Uma análise estrutural, desenvolvida com auxílio de um programa computacional, revelou que misturas compactadas do solo + 9% de cal ou do solo + 11% de cimento podem ser empregadas como camada de base, e que misturas do solo + 5% de cal podem constituir camada de sub-base de pavimentos rodoviários com volume intenso de tráfego. / A saprolitic soil (C horizon), originated from Botucatu sandstone, was characterized by means of geomechanical and chemical tests. Its low bearing capacity, medium expansibility, poor resilient behavior and high erosion prevent its use on pavement construction. The soil was suitable for physicochemical stabilization and cement contents were investigated. A study was made on stabilized and on treated soil. The addittion of lime or cement made significant changes on the expansibility, bearing capacity, strength and resilient behavior. A structural analysis, with help of a computing program, revealed that compacted mixtures of soil and 9% of lime or soil and 11% of cement could be used as a base layer and, that mixtures of soil and 5% of lime could constitute a subbase layer of highway pavements with high traffic volume.

A inoculação de rizóbios em espécies leguminosas já é bastante conhecida e levou o Brasil a um avanço na produção de soja. Para garantir a qualidade desses produtos inoculantes é necessário o desenvolvimento de metodologias específicas. A detecção das estirpes constantes na embalagem no produto comercial e em solo e planta inoculada é uma forma de fiscalizar a qualidade do produto. Para tanto os objetivos deste trabalho foram detectar a presença das estirpes de bradirrizóbios recomendadas para a cultura da soja SEMIA 5079 e 5080 (Bradyrizobium japonicum) e SEMIA 587, 5019 (Bradyrizobium elkanii), que devem estar presentes nas formulações de inoculante comerciais, usando-se a técnica de REP- PCR. Detectar a presença destas estirpes em nódulos de plantas de soja inoculadas e em solo de área cultivada. Foi instalado um experimento com soja em vasos, na casa de vegetação. A soja foi inoculada com as estirpes de Bradyrhizobium e com inoculantes comerciais. Os nódulos foram utilizados para a extração de DNA. Também foi realizada extração de DNA de amostras de solo cultivado com soja e de nódulos de soja coletados do campo e de estirpes puras e produto inoculante. As extrações foram realizadas com os Kits: Wizard DNA Purification® (Promega corp., Madison, USA) e Power Soil. Após foi realizada a amplificação do DNA genômico utilizando-se a técnica de REP - PCR com o primer iniciador BOX A1 e com o primer ERIC 1 e ERIC2. O perfil de bandas da amplificação do DNA genômico da mistura de estirpes pela PCR com os oligonucleotideos iniciadores ERIC e BOX A possibilitou a diferenciação de produtos contendo misturas de estirpes diferentes. Nas condições deste trabalho, a técnica de amplificação pela PCR com BOXA1 ou ERIC do DNA de nódulos de plantas inoculadas não se mostra adequada para a identificação das estirpes de rizóbios que induziram a formação destes nódulos em plantas de soja cultivada em casa de vegetação.Não ocorreu a amplificação do DNA extraído de amostras de solo cultivado com soja pela reação em cadeia da polimerase com os oligonucleotídeos iniciadores BOX A e ERIC. A amplificação pela PCR com BOXA1 do DNA extraído de nódulos de plantas cultivadas a campo apresenta baixa similaridade com os obtidos das amostras de produtos inoculantes comerciais utilizados e não permite a identificação da mistura de estirpes que foram inoculadas nas plantas. / Inoculation of rhizobia in legume species is very well known and led Brazil to advance in soybean production. To ensure the quality of these inoculant products is necessary to develop specific methodologies. The detection of strains contained in packaging of the commercial product and in soil and plant inoculated is a way to monitor the quality of the product. Therefore the objectives of this study were to detect the presence of “bradirrizóbios” strains recommended for soybean SEMIA 5079 and 5080 (Bradyrizobium japonicum) and SEMIA 587, 5019 (Bradyrizobium elkanii) that must be present in the formulations of commercial inoculant, by using the technique of REP-PCR. To detect the presence of these strains in inoculated nodules of soybean plants into soil and cultivated area, an experiment was set up with soybeans in pots in a greenhouse. Soybeans were inoculated with the strains of Bradyrhizobium and commercial inoculants. The nodules were used for DNA extraction. Additionally it was carried out DNA extraction from soil cultivated with soybeans and soybean nodules collected from the field and pure strains and inoculant product. The extractions were performed with the following kits: Wizard DNA Purification® (Promega corp., Madison, USA) and Power Soil. Afterwards was performed the amplification of the genomic DNA using the technique of REP - PCR primer with the starting primer A1 and with the primer ERIC1 and ERIC2. The profile of the bands’ amplification of the genomic DNA from the mixture of strains by PCR with primer ERIC and BOX A allowed to differentiate products containing mixtures of different strains. In this study conditions, the technique of PCR amplification with the BOXA 1 or ERIC of DNA from nodules of inoculated plants, is inadequate for the identification of strains of rhizobia, which induced the formation of nodules on soybean plants grown in greenhouse. It was not observed amplification of DNA extracted from soil samples cultivated with soybeans by PCR with primer BOX A and ERIC. Amplification by PCR with BOXA 1 of the DNA extracted from plants’ nodules grown in a field has low similarity with the product samples obtained from commercial inoculants used and it does not allow the identification of the mixture of strains that were inoculated in the plants.

Informações sobre a umidade do solo são fundamentais para monitorar as condições hídricas da superfície e prever secas e estiagens. Para efetuar este monitoramento com métodos de detecção direta em grandes áreas, o custo é alto e demorado. As possibilidades que se abrem com o uso dos sensores a bordo de satélites que são sensíveis à energia de microondas são grandes, pois a técnica permite detecção de umidade do solo, de temperatura do solo e de quantidade de cobertura de vegetação para grandes áreas da superfície terrestre. O presente trabalho pretendeu colaborar para avaliação do potencial do sensor de microondas AMSR-E na detecção da umidade do solo. Para isso, foram utilizados dados de umidade do solo coletados pelo sensor AMSR-E, a bordo do satélite AQUA do programa NOAA, em 2009 para uma área do sul do Brasil, no Estado do Rio Grande do Sul, e feita a comparação com dados de precipitação pluvial medida em estações pluviométricas de superfície. Os resultados mostraram que existe relação entre umidade do solo detectada pelo sensor e a precipitação pluvial ocorrida. Nos meses avaliados verificou-se que os padrões de resposta do sensor à umidade do solo corresponderam em grande medida aos padrões de precipitação pluvial, o que na prática nos possibilita relacionar um evento a outro. Houve semelhança de padrões espaciais de umidade do solo com os padrões de molhamento do solo por parte da precipitação pluvial. As comparações realizadas entre os padrões permitem afirmar que o sensor AMSR-E pode servir ao monitoramento de secas e estiagens de maneira geral para um território, uma vez que consegue perceber a evolução da umidade do solo espacialmente e temporalmente para grandes áreas. / Information on soil moisture is critical to monitor the surface water conditions and predict droughts and dry spells. To perform this monitoring with traditional methods the cost is high and time consuming. The possibilities opened by the use of sensors aboard satellites that are sensitive to microwave energy are high, because the technique allows detection of soil moisture, soil temperature and amount of vegetation cover for large surface areas land. This study sought to contribute to assessing the potential of microwave sensor AMSR-E soil in detection. For this we used data collected by the soil moisture sensor AMSR-E aboard the AQUA satellite NOAA program in 2009 to an area of southern Brazil, in Rio Grande do Sul, and made a comparison with data rainfall measured in surface rainfall stations. The results showed that there is a relation between the sensors detects soil moisture and the phenomenon of rainfall occurred over the same territory. In the availed months it was found that the response patterns of soil moisture sensor to correspond largely to rainfall patterns, which in practice allows us to relate one event to another. There was similarity of spatial patterns of soil moisture with the patterns of soil wetting by rainfall. The comparisons between the patterns to indicate that the AMSR-E sensor can be used to monitor droughts and dry spells in general to a territory once can detect the evolution of soil moisture and period for large areas.

O gênero Paenibacillus, anteriormente pertencente ao gênero Bacillus, tem como representantes bastonetes produtores de esporos que se diferenciam destes pelos padrões encontrados através da amplificação e seqüenciamento de um fragmento da subunidade 16S rDNA. Esse gênero é extremamente diverso sendo encontrado tanto em ambientes aquáticos como em ambientes terrestres, e seus representantes podendo ser desde patógenos de animais a fixadores de nitrogênio (associados ou não a plantas). Dos oitenta bastonetes Gram positivos esporulados isolados dos balneários de Ipanema, Belém Novo e Lami (Porto Alegre/RS), trinta e cinco foram identificados através de PCR como sendo do gênero Paenibacillus e dos sessenta isolados de solo provenientes de Belém Novo (Porto Alegre/RS) e Osório (RS), vinte e nove são pertencentes a este gênero. Nos isolados provenientes da água foram encontrados representantes de P. validus (8), P. azotofixans (6), P. illinoisensis (3), P. chibensis (3), P. glucanolyticus (3), P. borealis (2), P. koreensís (2), P. brasiliensis (2), P. odorífer (1), P. apiarius (1), P. graminís (1), P. macerans (1), P. pabuli (1) e P. thiaminolyticus (1). Entre os indivíduos provenientes de amostras de solo foram identificados P. alginolyticus (7), P. pabuli (5), P. azotofixans (3), P. validus (4), P. thiaminolyticus (2), P. chibensis (2), P. apiarius (2), P. glucanolyticus (2), P. macquariensis (1) e P. peoriae (1). A caracterização genética através de BOX-PCR produziu fragmentos de 4365 a 445bp e revelou vinte e oito grupamentos em um nível de similaridade de 73% nos isolados provenientes da água, e dezoito grupamentos a 70% nos isolados do solo. Pelas análises foi possível identificar um elevado grau de polimorfismo, com diferenças inter e intraespecíficas entre os isolados de Paenibacillus, isso sendo evidenciado pelo alto número de grupamentos encontrados. Os isolados de Paenibacillus provenientes da água e do solo puderam ser separados em grupamentos distintos através do BOX-PCR, sugerindo que populações distintas estejam estabelecendo-se nestes ambientes. / Paenibacillus genus, formerly Bacillus genus, are spore producer rod-shape that differ from Bacillus for the patterns found through 16S rDNA subunit amplification and sequencing. This genus is extremely diverse, being found both on aquatic and land environment, and it can be from animal pathogens to nitrogen fixer (associated or not to piants). From the eighty sporulated Gram positive rod-shape isolated from Ipanema, Belém Novo and Lami (Porto Alegre/RS), tirthy-five were identified through PCR as being Paenibacillus genus and, from the sixty isolated soul samples collected in Belém Novo (Porto Alegre/RS) and Osório (RS), twenty-nine belonged to this genus. Isolates of P. validus (8), P. azotofixans (6), P. iffinoisensis (3), P. chibensis (3), P. glucanolyticus (3), P. borealis (2), P. koreensis (2), P. brasiliensis (2), P. odorifer (1), P. apiarius (1), P. graminis (1), P. macerans (1), P. pabuli (1) and P. thiaminolyticus (1) were found on the isolated coming from water. Among the isolates coming from soil samples, it was identified P. alginolyticus (7), P. pabuli (5), P. azotofixans (3), P. validus (4), P. thiaminolyticus (2), P. chibensis (2), P. apiarius (2), P. glucanolyticus (2), P. macquariensis (1) and P. peoriae (1). The genetic characterization through BOX-PCR produced fragments from 4365 to 445bp and revealed twenty-eight groups with 73% similarity levei on water isolates, and eighteen groups with 70% levei on soil isolates. Through the ran out analysis a high degree of polymorphism were identified, with inter and intraspecific differences between the Paenibacillus isolates, what was observed with the high amount of groups found. The Paenibacillus isolates from water and soil could be separated in distinct groups through BOX-PCR, what suggests that different populations are being established in this environments.