A estrutura da comunidade e a diversidade fúngica do solo sob a copa de quatro espécies arbóreas (Ocotea dispersa, Ocotea teleiandra, Mollinedia schottiana e Tabebuia serratifolia), no Parque Estadual de Carlos Botelho (PECB), foram examinadas em duas estações climáticas distintas, utilizando-se PCR-DGGE e sequenciamento de bibliotecas de clones da região ITS do rDNA. As relações entre as estruturas das comunidades fúngicas, a concentração de carbono na biomassa microbiana (CBM), os atributos químicos do solo e as diferentes frações da matéria orgânica do solo (MOS), foram avaliadas utilizando-se análise de redundância. O valores de pH, MO, C, Ca, V% e Al apresentaram diferenças significativas no solo sob a copa das diferentes espécies de árvores amostradas. Os maiores valores de pH, MO, C, Ca e V% foram observados sob a copa de O. dispersa, enquanto que as maiores concentrações de Al foram observadas no solo sob a copa de O. teleiandra. A concentração de ácidos húmicos (AH) foi significativamente maior no solo sob a copa de O. dispersa. A concentração de CBM foi maior na época de baixa pluviosidade, independente da espécie vegetal. As estruturas das comunidades fúngicas dos solos sob a copa das quatro diferentes espécies de árvores analisadas mostrou comunidades distintas no solo sob a copa de cada espécie de árvore avaliada. As estruturas das comunidades fúngicas mostraram também variação em relação à pluviosidade. A estimativa de riqueza de UTOs, com base no sequenciamento de clones da região ITS do rDNA, foi significativamente diferente entre as amostras analisadas. Com base no índice de Shannon, a diversidade fúngica no solo sob a copa de Ocotea dispersa foi maior do que no solo sob a copa das demais espécies de árvores. A afiliação filogenética das UTOs mostrou a ocorrência dos filos Basidiomycota, Zygomycota, Ascomycota, Chytridiomycota e Glomeromycota, em ordem de abundância, além de fungos não-cultivados que compreenderam 25% das sequências analisadas. UTOs relacionadas ao filo Basidiomycota foram as mais abundantes no solo sob a copa das quatro espécies arbóreas analisadas (67% em MS, 59% em OT, 66% em TS e 57% em OD). Nesse filo, as UTOs representando Cryptococcus podzolicus e Trichosporon sporotrichoides foram as mais abundantes. De Zygomycota, UTOs afiliadas ao gênero Mortierella foram mais abundantes. Dessa forma, pode-se concluir que a diversidade e a estrutura de comunidades de fungos no solo depende da espécie vegetal crescendo no mesmo, e podem estar associadas aos teores de matéria orgânica, nitrogênio e saturação por bases. / The community structure and diversity of fungi in soil under the canopy of four tree species (Ocotea dispersa, Ocotea teleiandra, Tabebuia serratifolia, and Mollinedia schottiana), in the Carlos Botelho State Park (PECB) were examined in two different seasons, using PCR-DGGE and rDNA ITS region clone library sequencing. The relationships between fungal community structures, concentration of microbial biomass carbon (MBC), soil chemical properties, and different fractions of soil organic matter (SOM) were evaluated using redundance analysis. The pH, OM, C, Ca, Al, and V% showed significant differences in soil under the canopy of different species of trees. The highest values of pH, OM, C, Ca, and V% were observed under the O. dispersa canopy, while the highest concentrations of Al were observed in the soil under the O. teleiandra canopy. The concentration of humic acid (HA) was significantly higher in soil under the canopy of O. dispersa. The concentration of MBC was higher in the low rain precipitation season, regardless of plant species. The fungal community structures observed in soil under the canopies of the studied tree species were distinct in each soil microenvironment. The fungal community structures also showed variation with the variation in rain precipitation. The estimated OTU richness based on the sequencing of clones of the rDNA ITS region was significantly different between samples. Based on the Shannon diversity index, the fungal diversity in soil under the canopy of Ocotea dispersa was higher than in soil under the canopy of other tree species. The phylogenetic affiliation of OTUs showed the occurrence of phyla Basidiomycota, Zygomycota, Ascomycota, Chytridiomycota and Glomeromycota, in order of abundance, and non-cultivated fungi that comprised 25% of the analyzed sequences. OTUs related to the phylum Basidiomycota were more abundant in soil under the canopies of all studied tree species (67% in MS, 59% in OT, 66% in TS and 57% in OD). In this phylum, OTUs affiliated to Cryptococcus podzolicus and Trichosporon sporotrichoides were the most abundant. From Zygomycota, OTUs affiliated to the genus Mortierella were more abundant. It can be concluded that the fungal diversity and community structure in the soil depends on the plant species growing in it, and may be associated with the concentration of organic matter, nitrogen, and base saturation.

A estrutura da comunidade e a diversidade fúngica do solo sob a copa de quatro espécies arbóreas (Ocotea dispersa, Ocotea teleiandra, Mollinedia schottiana e Tabebuia serratifolia), no Parque Estadual de Carlos Botelho (PECB), foram examinadas em duas estações climáticas distintas, utilizando-se PCR-DGGE e sequenciamento de bibliotecas de clones da região ITS do rDNA. As relações entre as estruturas das comunidades fúngicas, a concentração de carbono na biomassa microbiana (CBM), os atributos químicos do solo e as diferentes frações da matéria orgânica do solo (MOS), foram avaliadas utilizando-se análise de redundância. O valores de pH, MO, C, Ca, V% e Al apresentaram diferenças significativas no solo sob a copa das diferentes espécies de árvores amostradas. Os maiores valores de pH, MO, C, Ca e V% foram observados sob a copa de O. dispersa, enquanto que as maiores concentrações de Al foram observadas no solo sob a copa de O. teleiandra. A concentração de ácidos húmicos (AH) foi significativamente maior no solo sob a copa de O. dispersa. A concentração de CBM foi maior na época de baixa pluviosidade, independente da espécie vegetal. As estruturas das comunidades fúngicas dos solos sob a copa das quatro diferentes espécies de árvores analisadas mostrou comunidades distintas no solo sob a copa de cada espécie de árvore avaliada. As estruturas das comunidades fúngicas mostraram também variação em relação à pluviosidade. A estimativa de riqueza de UTOs, com base no sequenciamento de clones da região ITS do rDNA, foi significativamente diferente entre as amostras analisadas. Com base no índice de Shannon, a diversidade fúngica no solo sob a copa de Ocotea dispersa foi maior do que no solo sob a copa das demais espécies de árvores. A afiliação filogenética das UTOs mostrou a ocorrência dos filos Basidiomycota, Zygomycota, Ascomycota, Chytridiomycota e Glomeromycota, em ordem de abundância, além de fungos não-cultivados que compreenderam 25% das sequências analisadas. UTOs relacionadas ao filo Basidiomycota foram as mais abundantes no solo sob a copa das quatro espécies arbóreas analisadas (67% em MS, 59% em OT, 66% em TS e 57% em OD). Nesse filo, as UTOs representando Cryptococcus podzolicus e Trichosporon sporotrichoides foram as mais abundantes. De Zygomycota, UTOs afiliadas ao gênero Mortierella foram mais abundantes. Dessa forma, pode-se concluir que a diversidade e a estrutura de comunidades de fungos no solo depende da espécie vegetal crescendo no mesmo, e podem estar associadas aos teores de matéria orgânica, nitrogênio e saturação por bases. / The community structure and diversity of fungi in soil under the canopy of four tree species (Ocotea dispersa, Ocotea teleiandra, Tabebuia serratifolia, and Mollinedia schottiana), in the Carlos Botelho State Park (PECB) were examined in two different seasons, using PCR-DGGE and rDNA ITS region clone library sequencing. The relationships between fungal community structures, concentration of microbial biomass carbon (MBC), soil chemical properties, and different fractions of soil organic matter (SOM) were evaluated using redundance analysis. The pH, OM, C, Ca, Al, and V% showed significant differences in soil under the canopy of different species of trees. The highest values of pH, OM, C, Ca, and V% were observed under the O. dispersa canopy, while the highest concentrations of Al were observed in the soil under the O. teleiandra canopy. The concentration of humic acid (HA) was significantly higher in soil under the canopy of O. dispersa. The concentration of MBC was higher in the low rain precipitation season, regardless of plant species. The fungal community structures observed in soil under the canopies of the studied tree species were distinct in each soil microenvironment. The fungal community structures also showed variation with the variation in rain precipitation. The estimated OTU richness based on the sequencing of clones of the rDNA ITS region was significantly different between samples. Based on the Shannon diversity index, the fungal diversity in soil under the canopy of Ocotea dispersa was higher than in soil under the canopy of other tree species. The phylogenetic affiliation of OTUs showed the occurrence of phyla Basidiomycota, Zygomycota, Ascomycota, Chytridiomycota and Glomeromycota, in order of abundance, and non-cultivated fungi that comprised 25% of the analyzed sequences. OTUs related to the phylum Basidiomycota were more abundant in soil under the canopies of all studied tree species (67% in MS, 59% in OT, 66% in TS and 57% in OD). In this phylum, OTUs affiliated to Cryptococcus podzolicus and Trichosporon sporotrichoides were the most abundant. From Zygomycota, OTUs affiliated to the genus Mortierella were more abundant. It can be concluded that the fungal diversity and community structure in the soil depends on the plant species growing in it, and may be associated with the concentration of organic matter, nitrogen, and base saturation.

A ciclagem do nitrogênio (N) apresenta dinâmica complexa, pelas múltiplas transformações e por sua mobilidade no sistema solo-planta-atmosfera. Assim, o estudo das taxas de conversão do ciclo interno de N é fundamental, visto que essas taxas têm efeito direto na produtividade e na qualidade ambiental de um agroecossistema. O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito da temperatura e umidade na taxa de mineralização bruta de N (TMB) em solos cultivados com canade- açúcar no estado de São Paulo, e por meio de modelo matemático, estimar a TMB considerando as variações de temperatura e umidade do solo in situ. Foram utilizados um LATOSSOLO VERMELHO distrófico (LVd) e um LATOSSOLO VERMELHO eutrófico (LVe), coletados nos municípios de Piracicaba e Santa Cruz das Palmeiras, respectivamente. As amostragens foram realizadas nas camadas de 0-10, 10-20 e 20-30 cm do solo, em julho de 2010. A quantificação da TMB em laboratório foi realizada por meio de incubações nas temperaturas de 15, 20, 25 e 30 °C, além de quatro umidades (30, 40, 60 e 80 % da capacidade máxima de retenção de água - CMRA). Foi utilizada a técnica da diluição do isótopo 15N, com aplicação de solução de (15NH4)2SO4 nas amostras de solo e determinação do teor de N-NH4 + e da abundância isotópica 48 e 96 h após a marcação. A simulação da mineralização bruta em condições de campo foi efetuada por meio das isotermas da TMB juntamente com dados de umidade e temperatura do solo dos dois ensaios. O período modelado ocorreu entre as fases de adubação e colheita da soqueira. O conteúdo de N-NH4 + do solo apresentou valores reduzidos nas diferentes temperaturas, independentemente da camada, umidade e tipo de solo. As TMB foram relativamente baixas (menores que 2,5 mg kg-1 dia-1 de N) para todos os tratamentos. Em geral, a taxa de consumo bruto (TCB) foi maior que a TMB, indicando alta imobilização/nitrificação. Foi verificado estímulo na TMB com o aumento da umidade e temperatura, para ambos os solos. A TMB e TCB foram maiores na temperatura de 25 °C e a 60 % da CMRA. A modelagem matemática indicou maior TMB entre os meses de novembro a março, marcada pelas chuvas intensas e temperaturas elevadas. O acúmulo de N-NH4 + amonificado durante os meses simulados alcançou 133 e 91 kg ha-1 para os solos LVe e LVd respectivamente.. A metodologia de diluição do isótopo 15N é uma potencial ferramenta para quantificar a mineralização de N / The N cycling has a complex dynamics, due to the multiple transformations and its mobility in the soil-plant-atmosphere. Thus, the study of the conversion rates of the N internal cycle is crucial because these rates have direct effect on yield and environmental quality of an agroecosystem. The aim of this study was to evaluate the effect of temperature and humidity on gross N mineralization (GNM) in sugarcane cropped soils in São Paulo state, and through mathematical model estimates the GNM considering the variations of soil temperature and humidity in situ. Was used a Typic Hapludox (TH) and a Typic Eutrustox (TE), sampled in the cities of Piracicaba and Santa Cruz das Palmeiras respectively. Samples were taken at 0-10, 10-20 and 20-30 cm soil, in July 2010. Quantification of GNM in the laboratory was performed by incubation at 15, 20, 25 and 30 °C, and four humidities (30, 40, 60 and 80 % of the water holding capacity - WHC). Was used the 15N isotope dilution technique, with application of (15NH4)2SO4 solution in the soil samples and subsequent determination of N-NH4 + and isotopic abundance after 48 and 96 h of labeling. The simulation of gross mineralization under field conditions was performed through the GNM isotherms and the data from soil moisture and temperature of the two sites. The modeled period was between the N fertilization and sugarcane harvesting phases. The N-NH4 + soil content showed reduced values at different temperatures, regardless of layer, moisture and soil type. The GNM were relatively low (less than 2.5 mg kg-1 day-1 of N) for all treatments. In general, the gross consumption (GC) was higher than the GNM, indicating high immobilization/nitrification. Stimulation was observed in GNM with increasing humidity and temperature, in both soils. The GNM and GC were higher at 25 °C and 60 % of WHC. Mathematical modeling indicated higher GNM between the months November to March, marked by heavy rains and high temperatures. The accumulation of mineralized N-NH4 + in the model achieved 133 and 91 kg ha-1 for soils and LVe LVd respectively. The 15N isotope dilution method is a potential tool to quantify the N mineralization.

Espodossolos são formados pelo processo de podzolização, o qual envolve a migração de complexos organometálicos ao longo do perfil do solo. No Brasil, esses solos ocorrem principalmente nas planícies litorâneas e região norte da Amazônia. Espodossolos bem-drenados podem apresentar manchas brancas empobrecidas em matéria orgânica, em relação às áreas adjacentes, nos horizontes mais profundos. Tem sido sugerido que essas manchas se desenvolvem pela degradação seletiva da matéria orgânica por micro-organismos do solo. No entanto, os microorganismos que participam desse processo não são conhecidos. O presente estudo teve como objetivo comparar a estrutura de comunidades e a diversidade de Bacteria e Archaea nas manchas brancas, em relação ao solo adjacente. Foram estudados três perfis de Espodossolos, nas cidades de Bertioga (BT) e Ilha Comprida (IC1 e IC2), no Estado de São Paulo. Em cada perfil foram amostrados os horizontes característicos, e nos horizontes mais profundos foram coletadas amostras das manchas brancas (M) e do solo adjacente às mesmas (S). Foram avaliados os atributos químicos do solo, bem como a estrutura das comunidades de Bacteria e Archaea por PCR-DGGE e sequenciamento parcial do gene rRNA 16S. Os Espodossolos foram caracterizados como muito ácidos e pobres em nutrientes. A análise da estrutura das comunidades de procariotos por PCR-DGGE mostrou comunidades distintas de Bacteria e Archaea ao longo do perfil dos solos estudados. Porém, apenas a estrutura de comunidades bacterianas apresentou diferenças significativas nas manchas brancas, em relação ao solo adjacente. Com base no sequenciamento de clones do gene rRNA 16S, as comunidades bacterianas dos três perfis avaliados apresentaram menor diversidade nas manchas brancas em relação ao solo adjacente, sugerindo que nas manchas ocorreu a seleção de grupos específicos. Nas manchas brancas do perfil BT predominaram UTOs associadas ao filo Proteobacteria, com dominância de UTOs filogeneticamente associadas à Pseudomonas. Já nos perfis IC1 e IC2 predominaram UTOs associadas à Acidobacteria nas manchas brancas. Tanto Pseudomonas quando Acidobacteria possuem alta capacidade metabólica e podem estar envolvidas na degradação seletiva da matéria orgânica durante a formação das manchas brancas. O sequenciamento de clones de Archaea mostrou a predominância de UTOs filogeneticamente relacionadas à Crenarchaeota, tanto nas manchas brancas como no solo adjacente, e que não houve diferenças significativas entre comunidades das manchas brancas em relação ao solo adjacente. Porém, as comunidades de Archaea dos diferentes locais de amostragem foram diferentes estatisticamente. Dessa forma, pode-se concluir que bactérias, principalmente Pseudomonas e Acidobacteria poderiam estar envolvidas na formação de manchas brancas em Espodossolos, e que a seleção de grupos bacterianos específicos nas manchas pode depender de condições ambientais específicas. / Podzolic soil formation involves the migration of organometallic complexes along the soil profile, the so called podzolization process. In Brazil, podzols are observed mainly in the coastal plains and north Amazonia. Well-drained podzols often show organic matter depleted bleached mottles in deeper horizons, and it has been suggested that development of these mottles is due to the selective degradation of the organic matter by soil microorganisms. However, the microorganisms involved in this process are not known. The goal of the present study is to compare the Bacteria and Archaea community structures and diversity in bleached mottles and their immediate vicinity in different podzolic soil profiles. Three podzolic soil profiles, located in Bertioga (BT) and Ilha Comprida (IC1 and IC2), São Paulo State, were studied. In each profile, samples were taken from the characteristic horizons, and from bleached mottles (M) and their immediate vicinity (S) in the deeper horizons. Chemical attributes of the soil samples, as well as Bacteria and Archaea community structure using PCR-DGGE and partial sequencing of the 16S rRNA gene were evaluated. The Podzols were characterized as very acidic and distrophic. The analysis of the prokaryotic communities using PCR-DGGE showed distinct communities of Bacteria and Archaea along the soil profiles studied. However, only the bacterial community structures in the bleached mottles showed statistically significant differences from the communities in their immediate vicinity. Based on the analyses of 16S rRNA gene clone libraries, the bacterial communities from the three soil profiles evaluated showed lower levels of diversity in the bleached mottles, as compared to their immediate vicinities, suggesting the occurrence of selection of specific microorganisms. In the bleached mottles of the BT profile, OTUs assigned to Proteobacteria were the most abundant, with predominance of OTUs phylogenetically associated with Pseudomonas, whereas in the IC profiles, OTUs phylogenetically related to Acidobacteria predominate in the bleached mottles. Pseudomonas and Acidobacteria are known for their high metabolic capabilities and may be involved in the selective degradation of the organic matter during the development of the bleached mottles. Archaeal clone library sequencing showed the predominance of Crenarchaeota in the bleached mottles as well as in their immediate vicinity. No statistically significant differences between the archaeal community structure in the bleached mottles and their vicinities were observed in the soil profiles studied. However, the archaeal communities in BT and IC were significantly different. In conclusion, this study showed that Pseudomonas and Acidobacteria may be involved in the development of bleached mottles in Podzols, and that the selection of specific bacterial groups in the bleached mottles may depend on specific edaphic conditions.

A agropecuária pode ser uma aliada importante para a mitigação de gases causadores do efeito estufa. A recuperação direta de pastagens degradadas, a adoção do manejo intensivo das pastagens e a integração lavoura-pecuária (ILP) têm apresentado grande potencial na diminuição dos gases de efeito estufa (GEE), devido à elevada produção de massa de forragem das gramíneas tropicais, e consequentemente acumulando matéria orgânica no solo. Estudos sobre a dinâmica e estabilidade da matéria orgânica do solo (MOS) são necessários, uma vez que a MOS constitui o maior reservatório dinâmico de carbono (C) da superfície terrestre, e qualquer variação na abundância e composição desta, perfaz importantes efeitos na dinâmica que ocorre entre os sistemas de armazenamento de carbono. Pode-se avaliar as modificações químicas sofridas pela MOS utilizando suas propriedades de fluorescência. Nesse contexto, o objetivo desse trabalho foi avaliar ácidos húmicos (AH), extraídos de diferentes sistemas de manejo pecuário, e verificar se os mesmos se alteram nesses manejos. O experimento estava localizado na unidade da Embrapa Pecuária Sudeste, São Carlos-SP, sendo os sistemas de manejos o irrigado, sequeiro, em recuperação, degradado e a mata nativa como área de referência. Foram coletadas amostras de solo das cinco áreas de estudo, e posteriormente, realizou-se a extração dos AH do solo. As técnicas utilizadas na caracterização dos AH foram análise elementar (CHNS), espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), fluorescência bidimensional e tridimensional e supressão de fluorescência por metais. Em geral, a MOS presente na superfície apresentou-se mais lábil e fresca, já a MOS em camadas mais profundas se mostrou mais recalcitrante e humificada. O manejo degradado apresentou pouco acúmulo de carbono no solo, e também um AH rico em compostos aromáticos e com alto valor de humificação. Os manejos de sequeiro e em recuperação mostraram comportamento semelhante ao da mata nativa, apresentando um alto acúmulo de carbono no solo, mas uma estrutura dos AH mais lábeis, nas camadas superficiais e baixos índices de humificação. A área irrigada teve baixa incorporação de carbono no solo, igualmente à área degradada, apresentando também um AH mais humificado e com estruturas mais conjugadas. O experimento de supressão de fluorescência mostrou valores menores da constante de estabilidade condicional (K), para os manejos irrigado e degradado, mostrando que os mesmos podem ter perdido alguns sítios ativos, deixando a MOS menos reativa no solo. Em relação às análises de fluorescência tridimensional, as amostras de AH tiveram duas componentes de fluorescência, ambas de origem tipo ácido húmico terrestre. Pode-se concluir que a recuperação de áreas degradadas é um caminho viável para a estocagem de MOS, uma vez que a área em recuperação apresentou valores semelhantes aos da mata nativa, porém a estabilidade desse carbono no solo deve ser monitorada constantemente. O excesso de irrigação e a degradação de pastagens não apresentaram um comportamento positivo para a MOS, ambos os manejos deixaram a MOS com poucos sítios ligantes, muito humificada mesmo em superfície e com pouco acúmulo de carbono no solo, deixando essa matéria orgânica pouco interativa, afetando assim a produtividade do solo. / Agricultural and livestock can be a great allied important for the mitigation of greenhouse gas effect. The direct recovery of degraded pastures, the adoption of intensive management of pasture and crop-livestock integration (CLI) have shown great potential in reducing greenhouse gas (GHG) due to the high mass of forage production of tropical grasses, and thus accumulating organic matter in the soil. Studies of the dynamics and stability of the soil organic matter (SOM) is needed, since the SOM constitutes the largest dynamic carbono (C) reservoir from the land surface, and any variation in the abundance and composition thereof, adds up significant effects on the dynamics that occurs between the carbon storage systems. Can be evaluated the chemical modifications that occurred by the SOM using their fluorescence properties. In this context, the objective of this study was to evaluate humic acid (HA), taken from different livestock management systems, and verify that the HA have changes in these managements. The experiment was located in the unit Embra Pecuária Sudeste, São Carlos-SP, with the managements systems irrigated, dry, in recovery, degraded and native forest as a reference area. Soil samples were collected from five study areas, and later was carried out the extraction of soil AH. The techniques used in the characterization of HA was elemental analysis (CHNS), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), two-dimensional, three-dimensional fluorescence and fluorescence quenching. In general, the SOM on the surface presented is more labile and fresh, already the SOM in deeper layers was more recalcitrant and humified. Degraded management showed little accumulation of carbon in the soil, an HA rich in aromatic compounds and with high value humification. The dry and in recovery managements showed similar behavior to that the native forest, with a high accumulation of carbon in the soil, but a structure of HA more labile, in the surface layers and low levels of humidification. The irrigated area had low incorporation of carbon in the soil, as well the degraded area, also presenting an HA more humified and with more conjugated structures. The fluorescence quenching experiment showed lower values of the conditional stability constant (K) for irrigation and degraded managements, showing that they may have lost some active sites, leaving the less reactive SOM soil. In relation to the tridimensional fluorescence analysis, HA samples had two fluorescent components, both source type terrestrial humic acid. Can be concluded that the recovery of degraded areas is a viable way to SOM storage, since that the area in recovery showed values similar to those of native forest, but the stability of carbon in the soil must be monitored constantly. Excess irrigation and pasture degradation did not show a positive behavior for SOM, both managements left SOM with few binding sites, very much humified in surface and low carbon accumulation in the soil, leaving this organic matter little interactive, affecting thus soil productivity.

Submitted by Rosivalda Pereira (mrs.pereira@ufma.br) on 2017-06-22T18:35:43Z No. of bitstreams: 1 IvanLino.pdf: 1008350 bytes, checksum: 4e837c0e9da4edbd95fbfc254a2a4df9 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-22T18:35:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 IvanLino.pdf: 1008350 bytes, checksum: 4e837c0e9da4edbd95fbfc254a2a4df9 (MD5) Previous issue date: 2014-11-03 / Fundação de Amparo à Pesquisa e ao Desenvolvimento Científico e Tecnológico do Maranhão (FAPEMA) / Site - specific in agriculture can be defined as a method to manage soil and crop production in a spatial and precise way, which area attractive to delineate productive zones based on the quality of soil and crop yield. The soil organic matter (SOM) is the component that most relates to the physical, chemical or biological quality parameters. The objective of this study was to identify areas with similar limiting factors of production, called sites-specific, for characterizing the spatial variability based on fractions of soil organic matter. To achieve the objective 220 sample points were delimited in a uniform grid 7 x 10 m. At each sample point samples were collected for fractionation of SOM, which was fractionated by two methods: the densimetric and the granulometric. From the densimetric method was obtainedFractions Take the Free and Light weight Intragregado and from the densimetric method he sand, clay and silt fractions. With the digital penetrometer was determined the penetration resistance. In maize crop the productivity components were evaluated. Ordinary kriging was used to interpolate the values, in order to define the spatial pattern of the studied variables through semivariograms, which allowed the elaboration of contour maps. The variables studied were spatially dependent, adjusting to the exponential model for most variables. The experimental grid was adequate for evaluating the spatial dependence of the studied variables. There were significant correlations between the fractions of SOM, soil physical properties and yield components of maize. / Sites-específicos na agricultura podem ser definidos como um método para a gestão do solo e da produção de culturas de um modo espacial e preciso, os quais são atraentes para delinear zonas produtivas com base na qualidade do solo e na produção da cultura. A Matéria Orgânica do Solo (MOS) é o componente que mais se relaciona com os parâmetros de qualidade físicos, químicos ou biológicos. Objetivou-se, com este trabalho, identificar zonas com fatores limitantes de produção similares, denominadas sites-específicos, para caracterização da variabilidade espacial com base nas frações da matéria orgânica do solo. Para se alcançar o objetivo foram delimitados 220 pontos amostrais numa grade uniforme de 7 x 10 m. Em cada ponto amostral foram coletadas amostras para o fracionamento da MOS, que foi fracionada por dois métodos: o densimétrico e o granulométrico. A partir do método densimétrico obteve-se as Frações Leve Livre e Leve Intragregado e através do método granulométrico as frações areia, argila e silte. Com o penetrômetro digital determinou-se a resistência à penetração. Na cultura do milho foram avaliados os componentes de produtividade. A krigagem ordinária foi utilizada para interpolar os valores, de modo a definir o padrão espacial das variáveis estudadas por meio dos semivariogramas, o que permitiu a elaboração dos mapas de isolinhas. As variáveis estudadas apresentaram dependência espacial a qual se ajustou ao modelo exponencial para a maioria das variáveis. A grade experimental mostrou-se adequada para a avaliação da dependência espacial das variáveis estudadas. Houve correlações significativas entre as frações da MOS, atributos físicos do solo e componentes de produtividade do milho.

Submitted by Jorge Silva (jorgelmsilva@ufrrj.br) on 2017-08-22T19:26:53Z No. of bitstreams: 1 2016 - Sidinei Julio Beutler.pdf: 3474278 bytes, checksum: 1adaf2ecd1077cf6ca3fa70c64954a43 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-22T19:26:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016 - Sidinei Julio Beutler.pdf: 3474278 bytes, checksum: 1adaf2ecd1077cf6ca3fa70c64954a43 (MD5) Previous issue date: 2016-02-25 / CAPES / The Histosols are a major source of carbon storage in terrestrial environments and have high susceptibility to carbon losses when disturbed. The objective of this study was to generate pedotransfer functions (FPT) to assess the accuracy of previously published equations, applying them to predict soil bulk density (Bd) in organic soils from Brazil; to evaluate subsidence rate, and the variation of Bd and carbon of humic substances in Histosols over a period of one year; and to estimate stock and potential loss of carbon in Histosols from Rio de Janeiro State. For the first part of the study, there were used organic horizons, i.e., soil materials with total organic carbon (TOC) equal to or greater than 80 g kg-1 soil, totaling 280 horizons from different regions of Brazil. It was used the multiple linear regression technique and the equations were validated on independent data. There were tested 9 equations already published in the literature. The equations with better performance were the Hollis and FPT2, with R2 validation parameters of 0.48 and 0.49. When the clay fraction data is availlable, it is recommended to use the FPT1 equation; if there is no data on clay it is recommended the FPT2 and Hollis equations, which have only the TOC as a predictor variable. For the second part, a greenhouse experiment was carried out. For that, undisturbed samples were collected using PVC pipes, of two profiles of Organossolos Tiom?rficos, one in the neighborhood of Santa Cruz (SC Profile), city of Rio de Janeiro, and one in Mag? (Profile MG) municipality. There were evaluated 3 drainage levels, at 30, 60, and 100 cm deep, with 5 measuremts over time, being 0, 90, 180, 270, and 360 days (4 replicates). The MG profile presented the highest rates of subsidence, reaching 1.30 cm year-1 for the 100 cm drainage. Bd increased over time for both profiles, and the deeper drainage increased values in the SC profile. The deeper drainage favored the reduction of pH for both profiles. The TOC showed a decreasing trend over time. The values of carbon in the fulvic acid fraction (FAF), humic acid fraction (HAF), and humin fraction (HUM) showed no differences according to drainage levels. However, over time they showed high sensitivity to temperature changes, showing high levels of FAF and HAF at the end period and a consequent reduction in humin fraction. For the third and final section, there were used 43 soil profiles, where 18 of them did not have bulk density data, which were estimated by the FPTs. Comparisons between measured and estimated data groups was performed using the Wilcoxon test. The spatial distribution of the variables was performed using the IDW interpolation method. The average values of TOC was 228.0 g kg-1, Bd was 0.48 Mg m-3, the thickness of the profiles was 86 cm, the depth was 90 cm and the average stock TOC was 73.51 kg m-2. The spatialization showed qualitative differences for the variables in the different profile locations. The estimated TOC stock for the profiles form RJ State was 27,178,631.8 Mg. The estimated rates of loss were 10.87 kg m-2 for Histosols more recently drained and high TOC; of 7.16 kg m-2 for intermediate drained Histosols; and 1.46 kg m-2 for Histosols with longer time after drainage and low TOC. Soils with high TOC levels are more likely to have high losses TOC when disturbed. / Os Organossolos s?o uma importante fonte de estoque de carbono nos ambientes terrestres e possuem alta suscetibilidade ?s perdas de carbono quando perturbados. O objetivo do presente trabalho foi gerar equa??es, avaliar a acur?cia de equa??es j? publicadas, aplicando-as para a predi??o da densidade do solo (Ds) em solos org?nicos do Brasil; avaliar a taxa de subsid?ncia, a varia??o da Ds, e o carbono das subst?ncias h?micas em Organossolos ao longo do per?odo de um ano; e estimar o estoque e as potenciais perdas de carbono nos Organossolos do Estado do Rio de Janeiro. Para a primeira parte, trabalhou-se com horizontes org?nicos, i.e., materais de solo com teores de carbono org?nico total (COT) iguais ou maiores que 80 g kg-1 de solo, totalizando 280 horizontes em diferentes regi?es do Brasil. Foi empregada a t?cnica de regress?o linear m?ltipla e as equa??es foram validadas sobre dados independentes. Foram testadas 9 equa??es j? publicadas na literatura. As equa??es com melhor desempenho foram FPT2 e Hollis, com par?metros de valida??o R2 de 0,48 e 0,49. Em casos onde os teores de argila estejam quantificados, recomenda-se a equa??o FPT1, e na sua aus?ncia recomenda-se as equa??es FPT2 e Hollis, que possuem somente o COT como vari?vel preditora. Para a segunda parte, realizou-se um experimento em casa de vegeta??o. Foram coletadas amostras indeformadas em tubos de PVC, de dois perfis de Organossolo Tiom?rfico, sendo um no bairro Santa Cruz (Perfil SC), munic?pio de Rio de Janeiro, e outro no munic?pio de Mag? (Perfil MG). Foram avaliados 3 n?veis de drenagem, sendo de 30, 60, e 100 cm de profundidade, 5 avalia??es ao longo do tempo, sendo de 0, 90, 180, 270, e 360 dias (com 4 repeti??es). O perfil MG apresentou as maiores taxas de subsid?ncia, chegando a 1,30 cm ano-1 para a drenagem de 100 cm. A Ds aumentou ao longo do tempo para os dois perfis, e a drenagem mais profunda aumentou os valores no perfil SC. A drenagem mais profunda favoreceu a redu??o do pH para os dois perfis. Os teores de COT apresentaram tend?ncia de redu??o ao longo do tempo. Os valores de carbono da fra??o ?cido f?lvico (FAF), fra??o ?cido h?mico (FAH), e fra??o humina (HUM), n?o mostraram diferen?as de acordo com os n?veis de drenagem. No entanto, ao longo do tempo, apresentaram alta sensibilidade ?s varia??es de temperatura, mostrando elevados teores de FAF e FAH no per?odo final, e a consequente redu??o dos teores de HUM. Para a terceira e ?ltima parte do estudo, foram usados 43 perfis de Organossolos, sendo que 18 deles n?o apresentavam os dados de densidade do solo (Ds), os quais foram estimados por meio de FPTs. As compara??es entre os grupos de dados medidos e estimados foi feita pelo teste de Wilcoxon. A espacializa??o das vari?veis foi realizado atrav?s do m?todo de interpola??o IDW. Os valores m?dios de COT foi de 228,0 g kg-1, a Ds foi de 0,48 Mg m-3, a espessura dos perfis foi de 86 cm, a profundidade foi de 90 cm, e o estoque m?dio de COT foi de 73,51 kg m-2. A espacializa??o mostrou diferen?as qualitativas para as vari?veis nos diferentes locais. Foi estimado um estoque de COT de 27.178.631,8 Mg para os Organossolos do Estado do RJ. As taxas estimadas de perdas foram de 10,87 kg m-2 para Organossolos com drenagem mais recente e altos teores de COT; de 7,16 kg m-2 para Organossolos intermedi?rios; e 1,46 kg m-2 para Organossolos com menores teores de COT e longo tempo de drenagem. Solos com altos teores de COT est?o mais propensos a terem altas perdas de COT quando perturbados.

Woody plant invasion of grasslands is prevalent worldwide, but the biogeochemical consequences of this vegetation shift remain largely unquantified. In the Rio Grande Plains, TX, grasslands and savannas dominated by C4 grasses have undergone succession over the past century to subtropical thorn woodlands dominated by C3 trees/shrubs. To elucidate mechanisms of soil organic carbon (SOC) and soil total N (STN) storage and dynamics in this ecosystem, I measured the mass and isotopic composition (δ13C, δ15N) of C and N in whole-soil and soil size/density fractions in chronosequences consisting of remnant grasslands (Time 0) and woody plant stands ranging in age from 10-130 years. Rates of SOC and STN storage averaged 10-30 g C m-2yr-1 and 1-3 g N m-2yr-1, respectively. These accumulation rates increased soil C and N pools 80-200% following woody encroachment. Soil microbial biomass (SMB-C) also increased after woody invasion. Decreasing Cmic/C org and higher qCO2 in woodlands relative to grasslands suggests that woody litter is of poorer quality than grassland litter. Greater SOC and STN following woody invasion may also be due to increased protection of organic matter by stable soil structure. Soil aggregation increased following woody encroachment; however, most of the C and N accumulated in free particulate organic matter (POM) fractions not protected within aggregates. Mean residence times (MRTs) of soil fractions were calculated based on changes in their δ13C with time after woody encroachment. Free POM had the shortest average MRTs (30 years) and silt+clay the longest (360 years). Fine POM had MRTs of about 60 years, reflecting protection by location within aggregates. δ15N values of soil fractions were positively correlated with their MRTs, suggesting that higher δ15N values reflect an increased degree of humification. Increases in SOC and STN are probably being sustained by greater inputs, slower turnover of POM (some biochemical recalcitrance), and protection of organic matter in aggregates and association with silt and clay. Grassland-to-woodland conversion during the past century has been geographically extensive in grassland ecosystems worldwide, suggesting that changes in soil C and N dynamics and storage documented here could have significance for global C and N cycles.

Diss. (sammanfattning) Uppsala : Sveriges lantbruksuniv., 2009. / Härtill 4 uppsatser.

The goal of this thesis was to characterize and quantify changes to Canadian Arctic organic matter (OM) induced by a physical disruption to the permafrost active layer by employing molecular-level techniques such as biomarker extraction and NMR to help elucidate its contribution to carbon turnover and global climate change. The initial biomarker characterization study determined that the extractable plant lipids were unaltered originating from the deposition of new vascular material or permafrost melt where a high alteration of lignin-derived OM was observed suggesting a long residence time in the ecosystem. Analysis of samples where there was a new and historical physical disruption to the permafrost landscape showed an initial increase in bacterial biomass biomarkers, and was corroborated with increased bacterial protein contributions and peptidoglycan signals in the NMR spectra. It is hypothesized that this increase in bacterial biomass resulted in a faster rate of degradation, possibly leading to OM priming.