A agrofloresta visa diminuir os efeitos ocasionados pela interferência humana no ambiente auxiliando a conservação da biodiversidade. Neste trabalho o objetivo foi verificar os indicadores químicos, físicos e biológicos do solo de uma agrofloresta em desenvolvimento inicial. O estudo foi realizado na unidade didática/demonstrativa de agrofloresta, localizada na Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR), Câmpus Dois Vizinhos. Foram coletadas amostras de solo e instaladas armadilhas para amostragem da fauna epiedáfica em seis áreas (tratamentos), sendo: quatro quadrantes da agrofloresta, uma área de mata secundária e uma área em sistema de integração lavoura-pecuária. As coletas foram realizadas em 2013 e em 2015, ambas no mês de novembro, em seis pontos de coleta (pseudoreptições), estratificadas em três profundidades: 0-5, 5-10 e 10-20 cm. As análises químicas de solo realizadas foram de teor de macronutrientes, alumínio e matéria orgânica e calculados índices relacionados. As análises físicas realizadas foram de densidade, macroporosidade e microporosidade. Também foi realizada avaliação da resistência do solo à penetração com uso de penetrômetro. A fauna epiedáfica foi coletada com armadilhas Pitfall-traps. Para avaliação da atividade microbiana do solo foi determinada a mineralização do C-CO2 na camada de 0-5 cm. Os dados foram submetidos à Análise de Variância, seguida de comparação de médias dos tratamentos pelo teste de Scott-Knott. Para verificar se existia diferenças entre os anos de coleta (2013 e 2015) foi aplicado o teste pareado de Wilcoxon ou o teste t pareado. Os indicadores de qualidade física do solo da agrofloresta estão em níveis intermediários, semelhantes em sua maioria ao sistema de integração lavoura pecuária, mas ainda abaixo dos indicadores de uma mata nativa secundária. Foi possível verificar que comparando as avaliações de 2013 com as de 2015, não houve diferença significativa para grande parte das variáveis analisadas. A avaliação da melhoria do solo de uma agrofloresta com pouco tempo de implantação, pode ser realizada utilizando os atributos físicos e biológicos do solo. / Agroforestry aims to reduce the effects caused by human interference in the environment, helping to conserve biodiversity. In this work the objective was to verify the chemical, physical and biological indicators of the soil of an agroforest in initial development. The study was carried out in the didactic / demonstration unit of agroforestry, located at the Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR), Câmpus Dois Vizinhos. Soil samples were collected and traps were installed to sample the epiedaphic fauna in six areas (treatments): four agroforestry quadrants, the secondary forest area and an area under crop-livestock integration system. The collections were carried out in 2013 and 2015, both in November, at six collection points (pseudoreptions), stratified into three depths: 0-5, 5-10 and 10-20 cm. The soil chemical analyzes were of macronutrients, aluminum and organic matter, and related indexes were calculated. The physical analyzes were of density, macroporosity and microporosity. It was also evaluated soil penetration resistance using penetrometer. Epidaphic fauna was collected with Pitfall-traps traps. To evaluate the microbial activity of the soil, the C-CO2 mineralization was determined in the 0-5 cm layer. The data were submitted to Analysis of Variance, followed by comparison of means of treatments by the Scott-Knott test. To verify if there were differences between the collection years (2013 and 2015) the Wilcoxon paired test or paired t-test was applied. The indicators of soil physical quality of agroforestry are at intermediate levels, similar to the integration system for livestock farming, but still below the indicators of a secondary native forest. It was possible to verify that comparing the evaluations of 2013 with those of 2015, there was no significant difference for most of the analyzed variables. The evaluation of the improvement of the soil of an agroforest with little time of implantation, can be realized using the physical and biological attributes of the soil.

A identificação de atributos funcionais de colêmbolos associada com sua caracterização taxonômica responde aos impactos causados por mudanças de uso e manejo, além de terem um efeito sobre os processos funcionais do solo. Além disso, a descrição de atributos funcionais visa também atender o crescente interesse de investigar mecanismos relacionados com os processos de montagem de comunidade, tais como a convergência e divergência de atributos funcionais. Este trabalho teve três objetivos: 1) investigar a composição e estrutura de comunidades de colêmbolos em relação a alterações de uso do solo e diferentes ofertas de forragem através de uma abordagem funcional e taxonômica; 2) avaliar a existência de filtros ambientais e diferenciação de nichos dentro das comunidades; 3) avaliar o efeito de diferentes grupos funcionais dos colêmbolos no funcionamento do solo. Para isto, foram realizamos três estudos, sendo avaliados no primeiro estudo diferentes usos do solo (mata, campo e eucalipto) e no segundo estudo quatro níveis de ofertas de forragem. Como resultado principal de ambos os estudos, observamos que os de índices taxonômicos, tais como riqueza e diversidade de espécies, podem apresentar padrões diferentes dos índices funcionais, porém ambas as abordagens foram sensíveis aos tratamentos avaliados. De modo geral, o aumento da riqueza e diversidade de colêmbolos não é diretamente relacionado com o aumento da diversidade funcional. Também foi observado em ambos os estudos que a composição e estrutura das comunidades de colêmbolos foram afetadas significativamente pela existência de um filtro ambiental e pela diferenciação de nicho ecológico, uma vez que observamos convergência e divergência de atributos funcionais significativamente relacionados com os gradientes estudados. O terceiro estudo, realizado em condições de microcosmos, consistiram em 6 tratamentos e um controle, sendo os tratamento a combinação de diferentes grupos funcionais de colêmbolos. De modo geral, os resultados mostram que a presença de colêmbolos não afetou significativamente o tamanho da comunidade microbiana do solo, porém estimulou a mineralização de C e N. A presença de apenas um grupo funcional de colêmbolos estimulou a atividade microbiana, sendo estes significativamente diferentes do tratamento controle. Estas diferenças são ainda maiores quando há duas e três grupos funcionais no mesmo microcosmo. O estímulo sobre a comunidade microbiana possivelmente deve-se aos diferentes nichos ocupados pelos colêmbolos dentro do solo, pelas modificações na composição microbiana e pela redistribuição de nutrientes no interior do solo. Palavra-chave: colêmbolos; filtro ambiental; interação biológica; regras de montagem; campos; uso do solo; grupo funcional; atributo funcional; convergência de atributos; divergência de atributos. / Traits-based approach (functional traits) associated with taxonomical description in collembolan communities can response to environmental changes and have a directly effect on soil functioning. Furthermore, trait-based approach also aims to attend the growing interest in investigating mechanisms that are related to assembly process in communities, such as trait-convergence and trait-divergence assembly patterns. This work was three objective: 1) investigating the composition and structure of Collembola communities regarding environmental changes in soil and litter induced by land-use and grassland management using both taxonomic and functional approaches; 2) assessing the existence of environmental filtering and biotic interaction within collembolan communities; 3) evaluating the effect of three collembolan life-form on soil functioning. To this, we carried out three studies to investigate these objectives which two of them was carried out in three land-uses types (study 1) and four herbage allowance (study 2).The results of the studies 1 and 2 showed that taxonomic indices such as richness and taxonomical diversity and functional indices can have different patterns in collembolan communities, but both approaches are sensitive to the treatments evaluated. In general, increasing the richness and diversity of collembola was not directly related with the increase of the functional diversity. We also observed in both studies the composition and structure of Collembolan communities are significantly affected by the existence of an environmental filtering and biotic interaction, since we observed significantly trait-convergence and trait- divergence related to ecological gradients tested. Our findings show that functional traits provide a better understanding of the response of communities to biotic and abiotic changes. The third study was carried out in microcosm conditions and consisted of 6 different combinations of collembolan life-form. Overall, our results showed that collembolan life-forms did not significantly affect microbial biomass but collembolan life-forms affected microbial activities. The presence of only one life-form stimulated C and N mineralization regarding to their CO2 and enzymatic activities, but these stimulations were higher when there was two or three life-forms in the same microcosm. We suggest that stimulation on the microbial community is due to different niches occupied by each collembolan life-form, the changes on microbial composition and redistribution of nutrients in the soil.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Xanthomonas campestris pv. campestris is a phytopathogenic bacterium, the causative agent of black rot in crucifers. For the control of plant pathogens diseases, there is the use of bacteria with activity antagonistic to the pathogen. Recent studies show that Bacillus species have on X. campestris a strong biological control. One of the mechanisms of this control is the production of secondary metabolites by these species. The objective of this work was to select bacteria X. campestris and antagonists to evaluate the antimicrobial activity of extracellular filtered bacteria (FEB) antagonist activity. To this, 257 bacteria isolated from a suppressive soil. They were evaluated in vitro antagonist activity by the technique of double layer. Ninety-two isolates (44.6%) were able to inhibit growth of the target pathogen (X.campestris). Of the 92 isolates selected on double layer of the test, 51 (55.43%) showed inhibition of growth of X. campestris on the inhibition assays with FEB in liquid medium. Thirteen of 50% or more inhibited the growth of the target pathogen, and the FEB-8, FEB-31-FEB 68, FEB 74-FEB-87 and were able to inhibit 100% growth of X. campestris. The FEB isolated TC-DT08, belonging to the genus Paenibacillus, it was used for in vivo tests in plant farming kale. The artificial inoculation kale with X. campestris pretreated with FEB-08 showed that the bacterium loses the ability to colonize and cause the cabbage black rot, indicating the potential use of this isolate to protect kale butter infection by X. campestris. / Xanthomonas Campestris. pv campestris é uma bactéria fitopatogênica, agente causal da podridão negra em crucíferas. Dentre os mecanismos para o controle de doenças de fitopatógenos, destaca-se o uso de bactérias com atividade antagonista ao patógeno. Estudos recentes mostram que espécies de Bacillus exercem sobre X. Campestris um forte controle biológico. Um dos mecanismos deste controle é a produção de metabólitos secundários por essas espécies. O objetivo deste trabalho foi selecionar bactérias antagonistas a X. campestris e avaliar a atividade antimicrobiana dos filtrados extracelulares das bactérias (FEB) com atividade antagonista. Para isso, 257 bactérias isoladas de solos supressivos foram avaliadas quanto a atividade antagonista in vitro pela técnica da dupla camada. Noventa e dois isolados (44,6%) foram capazes de inibir o crescimento do fitopatógeno alvo (X.campestris). Dentre os 92 isolados selecionados no teste da dupla-camada, 51 (55,43%) apresentaram inibição do crescimento da X. campestris nos ensaios de inibição com os FEB em meio líquido. Treze destes inibiram 50% ou mais do crescimento do fitopatógeno-alvo, sendo que os FEB-08, FEB-31, FEB-68, FEB-74 e FEB-87 foram capazes de inibir 100% do crescimento de Xanthomonas campestris. O FEB do isolado TC-DT08, pertencente ao gênero Paenibacillus, foi utilizado para testes in vivo em plantas de couve-manteiga, em condições de casa de vegetação. A inoculação artificial de couve-manteiga com X. campestris pré-tratada com o FEB-8 demonstrou que a bactéria perde a habilidade de colonizar a couve e causar a podridão negra, o que indica o potencial do uso deste isolado para proteger a couve-manteiga da infecção por X. campestris.

Orientador: Carlos Roberto Espindola / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Agricola / Made available in DSpace on 2018-08-11T10:34:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 BrandaoJunior_Osvaldino_D.pdf: 9518735 bytes, checksum: f14c2b7993a0c94d6d3b6f2034ef17a3 (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: Os teores de carbono e nitrogênio da biomassa microbiana (CBM e NBM), a respiração basal e o quociente metabólico (qCO2) da microbiota do solo foram avaliados em um LATOSSOLO VERMELHO Distroférrico da Região Norte do Estado do Paraná, sob diferentes sistemas de manejo de solo e das culturas. A área experimental foi instalada em 1988/1989, na Fazenda Experimental da Embrapa Soja, em Londrina, e é constituída de parcelas de mesmo tamanho (7,5m x 30,0m), que se diferenciam pelos diferentes sistemas de manejo do solo e das culturas; o delineamento experimental do ensaio foi em blocos ao acaso com quatro repetições. As coletas do solo, da camada de 0-10 cm, entre linhas de plantas, foram realizadas sempre pela manhã e o material foi coletado das parcelas sob três sistemas de manejo do solo, plantio direto (PD), preparo com cruzador (C) e plantio convencional (PC), sendo que todas as parcelas possuíam os seguintes sistemas de manejo das culturas: rotação (R - tremoço - Lupinus albus/milho - Zea mays/aveia preta - Avena strigosa/soja- Glycine max/trigo - Triticum aestivum/soja/trigo/soja) e sucessão (S - soja/trigo); desse modo, foram coletadas amostras de solo de seis tratamentos: PD (R e S), PC (R e S) e C (R e S). As amostras foram submetidas à análise da biomassa microbiana do solo pelos métodos de fumigação-incubação e fumigação-extração e os dados submetidos à análise de variância com o teste de Tukey (p<0.05). Pode se concluir que, em relação aos teores CBM e NBM avaliados pelo método de fumigação-extração, os maiores valores foram obtidos sob PD, seguidos do sistema de manejo com cruzador e pelo PC; resultados semelhantes foram obtidos pelo método de fumigação-incubação. Em relação aos resultados da respiração basal, os valores encontrados seguiram a seguinte ordem: PD > PC > C. Os qCO2 com e sem a indução por açúcar apresentaram comportamentos semelhantes, sendo que o sistema de PC apresentou maiores valores do que o sistema de PD e com cruzador. O menor qCO2 no PD indica a maior eficiência da microbiota do solo, implicando menor perda de carbono do solo e, conseqüentemente, maior acúmulo de carbono na matéria orgânica ao longo do tempo, nesse sistema. Não houve diferença estatística relacionada aos diferentes sistemas de manejo das culturas (R e S) / Abstract: The microbial biomass carbon (MB-C) and nitrogen (MB-N), basal respiration and metabolic quotient (qCO2) were evaluated in a Rhodic Eutrudox of the North Region of the State of Paraná under different soil and crop management systems. The experimental area was established in 1988/1989 at the experimental station of Embrapa Soja, Londrina, Paraná, and consisted of 7.5m X 30.0m plots under different soil and crop managements; the experimental design was in completely randomized blocks with four replicates. Soil samplings of the 0-10 cm superficial layer, between plant lines were always realized in the morning, from plots under three soil managements, no-tillage (NT), field cultivator (C) and conventional tillage (CT) each with either a crop rotation (R) (lupin - Lupinus albus/maize - Zea mays/black oat - Avena strigosa/soybean - Glycine max/wheat - Triticum aestivum/soybean/wheat/soybean) or crop sequence (S - soybean/wheat); therefore samples were taken from six treatments: NT (R and S), C (R and S) and CT (R and S). Soil samples were analyzed for microbial biomass using two methods, fumigation-incubation and fumigation-extraction and the data were submitted to the analysis of variance and the Tukey test (p<0.05). In relation to the MBC and MBN evaluated by the fumigationextraction method, the higher values were obtained with the NT followed by the management with the field cultivator and the CT; similar results were obtained with the fumigation-incubation method. In relation to the basal respiration, the values obtained followed the order NT > CT > M. The qCO2 with and without sugar induction were higher under CT, followed by the NT and the M managements. The lower qCO2 under NT indicates higher efficiency of the soil microbes, as well as lower losses of soil carbon resulting in higher accumulation of carbon in the soil organic matter with time. No statistical differences were observed related to the different crop systems / Doutorado / Agua e Solo / Doutor em Engenharia Agrícola

Made available in DSpace on 2014-07-29T15:13:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tese_Luciano Muniz.pdf: 1589101 bytes, checksum: 4ed47c785cea4fb76d874ca98dbd4467 (MD5) Previous issue date: 2010-07-30 / When approaching the crop-livestock integration (CLI) theme, the present thesis had as one of its main objectives to evaluate the alterations in the soil-plantanimal- environment components exercised by the crop and pasture rotation dynamics in crop and livestock integration system. Two adjacent areas, one representing the natural environment (original cerrado vegetation) and other the degraded pastures served as reference ( control ) to the inferences performed. The experiment was performed at a 92 ha area, divided into six paddocks of approximately 15 ha, where the annual crops and pastures rotation was made. The soil samplings were collected at the 0-10, 10-20, 20-30, 30-40 and 40-50 cm layers. There was an increase in the carbon contents of the microbial biomass, in the microbial quotient and in the organic matter on the soil and reduction in the metabolic quotient at the pastures chronological sequence environments, at the crop-livestock integration system, in comparison with the degraded pasture. The different pastures stages within the crop-livestock integration system stocked the average of 17,67 Mg ha-1 carbon more than the degraded pasture up to a 50 cm depth. The Cerrado contained the most carbon stock and the degraded pasture the least among all the environments studied. There was a significant decrease in the phosphor and potassium contents in relation to the pasture age increase and an increase in the calcium and magnesium contents. Micronutrients contents among the treatments evaluated presented values above the demand for capim- Marandu. The capim-Marandu samplings were performed in five different seasons of the year (winter, beginning and end of spring, summer and autumn). Quantitative and qualitative alterations at the forage were observed during the experimental period. Changes on the structural components green leaf, green stem and dead material, as well as on DM (Dry Matter), GP (Gross Protein), TDN (Total Digestive Nutrients) and FND (Fiber in Neutral Detergent) contents, among others, characterized the forage on the different periods. The qualitative variations among the forages are of high magnitude, being outlined the significant drop on GP (Gross Protein) and TDN (Total Digestive Nutrients) contents according to the pasture maturity development. All pastures chronological sequence treatments, after 2,5 years of crop, resulted in favorable evaluations, having P1 treatment as the best investment option with NPV (Net Present Value) equals to R$144,34 followed by P2 treatment with R$112,61 and P3 with R$58,54, indicating to be a favorable Project. There is indication on the present work that the biggest loss in relation to the obtained economic advantages happens already from the second year after the pastures establishment. Such results may constitute important implications at CLI systems planning. Carbon bonus at pasture based animal production system may be a financial incentive for the producer to join the pastures rotation with annual crops. Nevertheless it is necessary that studies are performed to quantify emissions of gases responsible for greenhouse in order to verify whether the result represents a bonus or an environmental onus to the producer. / A presente tese, ao abordar o tema integração lavoura-pecuária (ILP), teve como um de seus principais objetivos avaliar as alterações nos componente solo-planta-animal-ambiente exercidas pela dinâmica de rotação de culturas e pastagens em sistema de integração lavoura e pecuária. Duas áreas adjacentes, uma representativa do meio ambiente natural (vegetação de cerrado original ) e outra de pastagens degradadas, serviram de referência ( controle ) às inferências realizadas. O experimento foi realizado numa área de 92 ha, dividida em seis piquetes de aproximadamente 15 ha, onde foi feita a rotação de culturas anuais e pastagens. As amostras de solo foram coletadas nas camadas 0-10, 10-20, 20-30, 30-40 e 40-50 cm. Houve aumento nos teores de carbono da biomassa microbiana, no quociente microbiano e na matéria orgânica no solo e redução no quociente metabólico nos ambientes da cronossequência das pastagens, no sistema integração lavoura-pecuária, em comparação com a pastagem degradada. As diferentes fases das pastagens dentro do sistema de integração lavoura-pecuária estocaram, em média, 17,67 Mg ha-1 mais carbono que a pastagem degradada até a profundidade de 50 cm. O Cerrado conteve o maior, e a pastagem degradada o menor estoque de carbono entre todos os ambientes estudados. Houve um decréscimo significativo nos teores de fósforo e potássio com o aumento da idade da pastagem e aumento nos teores de cálcio e magnésio. Os teores dos micronutrientes entre os tratamentos avaliados apresentaram valores acima da exigência para o capim-Marandu. As amostras de capim-Marandu foram realizadas em cinco épocas do ano (inverno, início e final da primavera, verão e outono). Alterações quantitativas e qualitativas na forragem foram observadas durante o período experimental. Mudanças nos componentes estruturais folha verde, colmo verde e material morto, bem como nos teores de matéria seca (MS), proteína bruta (PB), nutrientes disponíveis totais (NDT) e fibra em detergente neutro (FDN), entre outros, caracterizaram a forragem nos diferentes períodos. As variações qualitativas entre as forrageiras são de alta magnitude, destacando-se a queda significativa nos teores de PB e NDT, com o avanço da maturidade da pastagem. Todos os tratamentos da cronossequência das pastagens, após 2,5 anos de lavoura, resultaram em avaliações favoráveis, sendo o tratamento P1 a melhor opção de investimento, com valor presente líquido (VPL) igual a R$ 144,34, seguido pelo tratamento P2 com R$ 112,61 e P3 com R$ 58,54, indicando tratar-se de projeto favorável. Há indicação no presente trabalho que a maior perda em relação às vantagens econômicas obtidas ocorre já a partir do segundo ano após o estabelecimento das pastagens, podendo constituir implicações importantes no planejamento de sistemas de ILP. O bônus de carbono no sistema de produção animal a pasto pode ser um incentivo financeiro para o produtor aderir à rotação de pastagens com culturas anuais. Porém é preciso que sejam realizados estudos que quantifiquem as emissões de gases responsáveis pelo efeito estufa, para verificar se o balanço representa um bônus ou um ônus ambiental para o produtor.

O estudo de indicadores biológicos da qualidade do solo em áreas com araucária é muito importante para entender os processos ecológicos que ocorrem nestes sistemas, já que a fauna edáfica atua na decomposição e mineralização da matéria orgânica e, também, nas propriedades e processos físicos, químicos e biológicos do solo. O objetivo deste estudo foi verificar a possibilidade de utilizar alguns grupos da fauna edáfica e das variáveis ambientais como indicadores da qualidade do solo em áreas com araucária natural e reflorestada, impactadas ou não pela queima acidental, por meio de técnicas de análise multivariada. As áreas estudadas incluem: 1. floresta nativa com araucária (NF); 2. reflorestamento de araucária (R); 3. reflorestamento de araucária submetido a incêndio acidental (RF); e 4. pastagem natural com araucárias nativas e ocorrência de incêndio (NPF). Em cada área, amostras de solo para avaliação da comunidade da fauna edáfica e das variáveis ambientais foram coletadas em 0,3 ha, perto de dez árvores de araucária selecionadas ao acaso, em três épocas contrastantes, usando diferentes métodos de coleta (monólitos e armadilhas). As análises de componentes principais (ACP), canônica discriminante (ACD) e de correlação canônica (ACC) foram aplicadas às variáveis ambientais [carbono da biomassa microbiana (CBM), respiração basal (C-CO2) e quociente metabólico (qCO2), estoques de serapilheira, umidade do solo, pH (CaCl2), matéria orgânica (MO) e teores de P, K, Ca, Mg, H+Al] e atributos da fauna edáfica. Foram encontradas cinco espécies de minhocas (2 famílias), 20 famílias de aranhas e oito famílias de colêmbolos nestas áreas. A diversidade da fauna, CBM, C-CO2, estoques de serapilheira e MO foram sempre superiores na área NF e inferiores na NPF. A comunidade de fauna do solo e as variáveis ambientais apresentaram potencial para serem usadas como indicadores da qualidade do solo. Houve alta correlação canônica entre as variáveis ambientais e a fauna edáfica. Os grupos Collembola, Diplopoda, Chilopoda, Isoptera, Araneae, Oligochaeta, biomassa da macrofauna, índice de diversidade de Shannon (H), estoques de serapilheira, P, CBM e C-CO2 foram responsáveis por praticamente toda a separação entre as áreas, sendo bons indicadores das modificações que ocorrem nos ecossistemas com araucária. A ACD demonstrou que a contribuição de cada atributo para separar as áreas sofreu efeito de sazonalidade. As técnicas de análise multivariada (especialmente ACC e ACD) são importantes ferramentas no estudo de indicadores biológicos de qualidade do solo. / The study of biological soil quality indicators in areas with Araucaria is very important to understand ecological processes in these systems, since groups of the soil fauna are major factors in the decomposition and mineralization of organic matter, as well as modifiers of soil physical, chemical and biological properties and processes. The objective of this study was to evaluate the use of soil fauna and environmental variables as quality indicators in natural and reforested Araucaria areas, impacted or not by fire, by means of multivariate analysis techniques. Four study areas included: native forest with Araucaria (NF); Araucaria reforestation (R); Araucaria reforestation submitted to an accidental fire (RF); and native grass pasture with native Araucaria , submitted to an intense accidental fire (NPF). Soil samples containing the soil fauna community and environmental variables were taken in a 0.3 ha area in each area, close to ten Araucaria trees selected at random, in three contrasting seasons, using different collection methods (soil monolith, Pitfall traps). Canonical discriminant analysis (CDA) and canonical correlation analysis (CCA) were applied to the environmental variables [(carbon of the microbial biomass (CMB), basal respiration (C-CO2) and metabolic quotient (qCO2), litter stocks, soil humidity, pH (CaCl2), organic matter (OM), P, K, Ca, Mg, H+Al] and soil fauna attributes. Five earthworm species (two families), 20 spider families and eight springtail families were found in these areas. Soil fauna diversity, CMB, C-CO2, litter stocks and OM were always higher for the NF area and lower for the NPF. The canonical correlation between environmental variables and soil fauna was highly significant. Soil fauna and environmental variables have a great potential as indicators of soil quality. The groups Collembola, Diplopoda, Chilopoda, Isoptera, Araneae, Oligochaeta, biomass of macrofauna, Shannon's diversity index (H), litter stocks, P, CMB and C-CO2 were mostly responsible for the separation between areas, and are therefore good indicators of the changes that occur in the Araucaria ecosystems. CDA identified that the contribution of each attribute for the separation of the areas varied according to the seasonal variation. Multivariate analyses (such as CDA and CCA) are important auxiliary tools in the study of soil quality indicators.

O estudo de indicadores biológicos da qualidade do solo em áreas com araucária é muito importante para entender os processos ecológicos que ocorrem nestes sistemas, já que a fauna edáfica atua na decomposição e mineralização da matéria orgânica e, também, nas propriedades e processos físicos, químicos e biológicos do solo. O objetivo deste estudo foi verificar a possibilidade de utilizar alguns grupos da fauna edáfica e das variáveis ambientais como indicadores da qualidade do solo em áreas com araucária natural e reflorestada, impactadas ou não pela queima acidental, por meio de técnicas de análise multivariada. As áreas estudadas incluem: 1. floresta nativa com araucária (NF); 2. reflorestamento de araucária (R); 3. reflorestamento de araucária submetido a incêndio acidental (RF); e 4. pastagem natural com araucárias nativas e ocorrência de incêndio (NPF). Em cada área, amostras de solo para avaliação da comunidade da fauna edáfica e das variáveis ambientais foram coletadas em 0,3 ha, perto de dez árvores de araucária selecionadas ao acaso, em três épocas contrastantes, usando diferentes métodos de coleta (monólitos e armadilhas). As análises de componentes principais (ACP), canônica discriminante (ACD) e de correlação canônica (ACC) foram aplicadas às variáveis ambientais [carbono da biomassa microbiana (CBM), respiração basal (C-CO2) e quociente metabólico (qCO2), estoques de serapilheira, umidade do solo, pH (CaCl2), matéria orgânica (MO) e teores de P, K, Ca, Mg, H+Al] e atributos da fauna edáfica. Foram encontradas cinco espécies de minhocas (2 famílias), 20 famílias de aranhas e oito famílias de colêmbolos nestas áreas. A diversidade da fauna, CBM, C-CO2, estoques de serapilheira e MO foram sempre superiores na área NF e inferiores na NPF. A comunidade de fauna do solo e as variáveis ambientais apresentaram potencial para serem usadas como indicadores da qualidade do solo. Houve alta correlação canônica entre as variáveis ambientais e a fauna edáfica. Os grupos Collembola, Diplopoda, Chilopoda, Isoptera, Araneae, Oligochaeta, biomassa da macrofauna, índice de diversidade de Shannon (H), estoques de serapilheira, P, CBM e C-CO2 foram responsáveis por praticamente toda a separação entre as áreas, sendo bons indicadores das modificações que ocorrem nos ecossistemas com araucária. A ACD demonstrou que a contribuição de cada atributo para separar as áreas sofreu efeito de sazonalidade. As técnicas de análise multivariada (especialmente ACC e ACD) são importantes ferramentas no estudo de indicadores biológicos de qualidade do solo. / The study of biological soil quality indicators in areas with Araucaria is very important to understand ecological processes in these systems, since groups of the soil fauna are major factors in the decomposition and mineralization of organic matter, as well as modifiers of soil physical, chemical and biological properties and processes. The objective of this study was to evaluate the use of soil fauna and environmental variables as quality indicators in natural and reforested Araucaria areas, impacted or not by fire, by means of multivariate analysis techniques. Four study areas included: native forest with Araucaria (NF); Araucaria reforestation (R); Araucaria reforestation submitted to an accidental fire (RF); and native grass pasture with native Araucaria , submitted to an intense accidental fire (NPF). Soil samples containing the soil fauna community and environmental variables were taken in a 0.3 ha area in each area, close to ten Araucaria trees selected at random, in three contrasting seasons, using different collection methods (soil monolith, Pitfall traps). Canonical discriminant analysis (CDA) and canonical correlation analysis (CCA) were applied to the environmental variables [(carbon of the microbial biomass (CMB), basal respiration (C-CO2) and metabolic quotient (qCO2), litter stocks, soil humidity, pH (CaCl2), organic matter (OM), P, K, Ca, Mg, H+Al] and soil fauna attributes. Five earthworm species (two families), 20 spider families and eight springtail families were found in these areas. Soil fauna diversity, CMB, C-CO2, litter stocks and OM were always higher for the NF area and lower for the NPF. The canonical correlation between environmental variables and soil fauna was highly significant. Soil fauna and environmental variables have a great potential as indicators of soil quality. The groups Collembola, Diplopoda, Chilopoda, Isoptera, Araneae, Oligochaeta, biomass of macrofauna, Shannon's diversity index (H), litter stocks, P, CMB and C-CO2 were mostly responsible for the separation between areas, and are therefore good indicators of the changes that occur in the Araucaria ecosystems. CDA identified that the contribution of each attribute for the separation of the areas varied according to the seasonal variation. Multivariate analyses (such as CDA and CCA) are important auxiliary tools in the study of soil quality indicators.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Soil is a structurally complex environment and an important reservoir of microbial diversity. Only a small portion of this diversity has been recovered and cultured by conventional techniques, which limits the access to genetic and metabolic information in such microorganisms. Soil bacteria synthesize a wide variety of secondary metabolites, particularly of antibiotics. Polyketide synthase (PKS) and non-ribosomal peptide synthetase have been highlighted as important enzymatic systems for the biosynthesis of these compounds. The detection of genes associated with these two biosynthetic systems in bacterial isolates has become a strategy to screening for antagonists with high biological control activity. Therefore, the objective of this study was to evaluate bacterial isolates for their in vitro antagonistic activity against plant pathogens of agricultural interest and to analyze their genomes for the presence of genes associated with the synthesis of bioactive compounds activity. Methods of soil sample pre-treatment with chloramine-T and phenol were used for selective isolation and followed by preliminary qualitative antibiosis tests of isolates against the fungal pathogens Thielaviopsis paradoxa and Plenodomus destruens. Extracellular extracts from isolates selected in this previous step were further evaluated for the in vitro antagonist potential against Thielaviopsis paradoxa, Plenodomus destruens and Xanthomonas campestris and compared with the active ingredient of a commercial biofungicide. The taxonomic affiliation of the antagonistic isolates was assessed by sequencing of 16S rDNA gene. For the detection of PKS and NRPS genes, degenerate primers described in the literature were used. Two hundred and fifty-seven bacterial isolates, in their majority belonging to the genus Bacillus or similar, were obtained. Out of those, 84 (33%) were simultaneously bioactive for both fungi in qualitative tests. Fourty-eight bacterial isolates had extracellular extracts with inhibitory effects against Thielaviopsis paradoxa, with eight of these with inhibition ≥80%, when compared to the control. Plenodomus destruens was inhibited by the extracellular extracts of 63 isolates, of which 10 inhibited ≥80% of this pathogen growth. The extract of a Bacillus isolate from a commercial biofungicide strongly inhibited P. destruens (95%), but had no effect on T. paradoxa. Thirty antagonistic isolates from this study did not differed from this commercial isolate regarding in vitro growth inhibition of P. destruens by their extracts of 27 isolates inhibited X. campestris (inhibition rates varying from 45 to 100%), of which six completely suppressed the growth of this bacteria. There was no relationship between either the presence of PKS genes or the joined occurrence of NRPS and PKS and the inhibitory action of the strains on the relative growth of the pathogens. Only the presence of NRPS genes was associated with the effect on the relative growth of Thielaviopsis paradoxa. The isolation of bacteria with promising bioactive potential associated with experiments at greenhouse and field attesting to the feasibility of its use, will enable the achievement of new biocontrol agents. / O solo é um ambiente estruturalmente complexo e um importante reservatório da diversidade microbiana. Somente uma pequena proporção desta diversidade tem sido recuperada e cultivada por técnicas convencionais, o que limita o acesso às informações genéticas e metabólicas desses micro-organismos. Bactérias do solo sintetizam uma ampla variedade de metabólitos secundários, em particular de antimicrobianos. Sintases de policetídeo (PKS) e da sintetases de peptídeo não-ribossomal (NRPS) têm se destacado como importantes sistemas enzimáticos para a biossíntese destes compostos. A detecção de genes associados com estes dois sistemas biossintéticos em isolados de bactérias é uma estratégia para a seleção de antagonistas com alta atividade de controle biológico. Diante disso, o objetivo deste estudo foi isolar e avaliar o potencial dos isolados quanto à atividade antagônica in vitro frente a fitopatógenos de interesse agrícola, e analisar em seus respectivos genomas a presença de genes associados à síntese de compostos bioativos. Métodos de pré-tratamentos das amostras de solo com cloramina T e fenol foram utilizados para o isolamento e seguidos por testes de antibiose qualitativos frente aos fitopatógenos fúngicos Thielaviopsis paradoxa e Plenodomus destruens. Filtrados extracelulares dos isolados selecionados nesta etapa foram quantitativamente avaliados a seguir quanto à capacidade de inibição de T. paradoxa, P. destruens e Xanthomonas campestris, e comparados com o ingrediente ativo de um biofungicida comercial. A afiliação taxonômica dos isolados antagonistas foi realizada com base nas sequências parciais do gene DNAr 16S. Para a detecção dos genes PKS e NRPS foram utilizados primers degenerados descritos na literatura. Dos 257 isoladas bacterianos obtidos, a grande maioria foi pertencente ao gênero Bacillus ou outros proximamente afiliados. Destes, 84 (33%) foram inibitórios de ambos os fungos nos testes qualitativos. Quarenta e oito isolados bacterianos apresentaram filtrados extracelulares com efeitos inibitórios contra T. paradoxa, com oito destes com inibições de mais de 80% comparativamente ao controle sem filtrado. P destruens foi inibido pelo filtrado extracelular de 63 isolados, dos quais 10 inibiram mais de 80% do crescimento deste patógeno. O extrato do isolado de Bacillus do biofungicida comercial apresentou forte inibição sobre P. destruens (95%), mas não afetou T. paradoxa. Trinta isolados antagonistas deste estudo não diferiram deste isolado comercial com relação à inibição do crescimento in vitro de P. destruens pelos extratos. Extratos de 27 isolados inibiram X. campestris (inibições entre 45 e 100% do crescimento), dos quais seis suprimiram totalmente o crescimento desta bactéria. A presença dos genes PKS ou a presença conjunta de genes de NRPS e PKS não foram associadas à ação inibitória dos isolados em relação ao crescimento relativo dos três fitopatógenos. Somente a presença do NRPS associou-se ao efeito sobre o crescimento relativo do Thielaviopsis paradoxa. O isolamento de bactérias com potencial bioativo promissor associado a experimentos em casa-de-vegetação e em campo que atestem a viabilidade do seu uso possibilitará a obtenção de novos agentes de biocontrole.