A Floresta Ombrófila Mista também chamada de Floresta de Araucária representa um dos mais ricos remanescentes de florestas pluviais subtropicais brasileiras, tendo como principal representante a Araucaria angustifolia, espécie considerada ameaçada de extinção. A diversidade microbiana possui um importante papel no funcionamento e manutenção do equilíbrio dos ecossistemas florestais, mas é desconhecida em solos com araucária. O presente estudo teve como objetivo avaliar a diversidade, funcionalidade e estrutura das comunidades microbianas em florestas de Araucaria angustifolia natural, introduzida e impactada pela queima acidental. O estudo foi realizado no Parque Estadual de Campos de Jordão, SP, tendo como áreas de estudo: floresta nativa com predomínio de araucária (FN), reflorestamento de araucária (RF), e reflorestamento de araucária com queima acidental em julho de 2001 (RQ). Em cada área, foram escolhidas ao acaso dez árvores de araucária e ao redor de cada árvore coletou-se uma amostra composta de três subamostras. Foram avaliados atributos químicos, microbiológicos, estrutura das comunidades de Bacteria e Archaea por PCR-DGGE e seqüenciamento parcial do gene rRNA 16S de Bacteria, análise da capacidade de utilização de substratos de carbono (Biolog) e perfis de ácidos graxos ligados a ésteres de fosfolipídios (PLFAs). As áreas são caracterizadas por solos ácidos, com elevado conteúdo de matéria orgânica (MO) e baixa disponibilidade de cátions metálicos básicos. A área FN apresentou maiores teores de carbono da biomassa microbiana (CBM), atividade respiratória basal (C-CO2) e relação carbono da biomassa microbiana: carbono orgânico total (CBM:COT), comparada ao RF e RQ. Os maiores valores de quociente metabólico (qCO2) foram encontrados no RQ quando comparado a FN e RF. A análise canônica discriminante identificou o atributo microbiano qCO2 e químicos, Mg e pH, como sendo responsáveis pela discriminação das áreas, seguidos do teor de P. A análise de PCRDGGE revelou que as estruturas das comunidades bacterianas de FN e RQ foram mais similares entre si do que em RF. A análise de escala multidimensional (NMDS) com ANOSIM baseada nos perfis de amplicons de Bacteria mostrou que as três áreas são diferentes entre si, enquanto para Archaea não houve diferença entre as áreas estudadas. A afiliação taxonômica das seqüências de clones do gene rRNA 16S mostrou que o solo de FN apresenta uma maior diversidade de táxons. Os filos Proteobacteria e Actinobacteria foram os mais freqüentes nas três áreas. A maior diversidade estimada pelo índice de Shannon foi encontrada em RQ, em comparação a FN e RF. A análise por Biolog mostrou que área FN apresenta a maior taxa de utilização de substratos, em relação RF e RQ, as quais não diferiram entre si. Os perfis de PLFAs não apresentaram diferenças entre as áreas estudadas. Observou-se uma maior biomassa bacteriana, principalmente de Gram-positivas, quando comparada a biomassa fúngica de PLFAs das áreas estudadas. As análises multivariadas apresentaram-se como importantes ferramentas no estudo de diversidade microbiana, sendo os atributos químicos e microbiológicos do solo úteis para a interpretação dos resultados obtidos. / The Ombrophilic Mixed Forest, also called Araucaria Forest, represents one of the richest remainders of subtropical pluvial forests in Brazil. Its main representative species is the endangered Araucaria angustifolia. The microbial diversity plays an important role in functioning of forest ecosystems. However, the microbial diversity in soils with araucaria forests is mostly unknown. The aim of this work was to evaluate the diversity, structure of microbial communities in their possible functions in a natural preserved araucaria forest (FN), a planted araucaria forest (RF) and a planted araucaria forest impacted by accidental fire (RQ). The study was carried out at the State Park of Campos of Jordão (SP). For each area, ten araucaria trees were randomly selected and a sample composed of three sub-samples was collected at approximately one meter from the trunk of each tree. Chemical and microbiological attributes, as well as structures of bacterial and archaeal communities were evaluated using PCR-DGGE and the partial sequencing of the 16S rRNA gene from Bacteria, community level physiological profiles using Biolog, the phospholipid fatty acids profiles (PLFAs). The studied areas were characterized by acidic soils, with high content of organic matter (OM) and low availability of basic metallic cations. The area FN presented the highest contents of carbon in the microbial biomass (CBM), higher basal respiration activity (C-CO2) and higher microbial biomass carbon: total organic carbon ratio (CBM:TOC), compared to RF and RQ. The highest values of metabolic quotient (qCO2) were observed in RQ, when compared to FN and RF. Using canonical discriminant analysis (CDA), qCO2, Mg concentration and pH were identified as the main attributes responsible for the discrimination of the areas, followed by the P concentration. The PCR-DGGE analysis revealed that the bacterial community structures in FN and RQ share higher levels of similarity, as compared to RF. Non-metric multidimensional scale analysis (NMDS) and ANOSIM based on the profiles of bacterial 16S rRNA gene amplicons showed that the all three areas had different bacterial communities, whereas archaeal communities were similar, based on 16S rRNA genes amplicon profiles. The phylogenetic affiliation of 16S rRNA gene clone sequences showed that soil from FN presents higher taxa diversity, as compared to RF and RQ. The phyla Proteobacteria and Actinobacteria were the most frequent in the three areas studied. Higher Shannon index was observed in RQ soil than FN and RF soils. Biolog analysis showed that FN has the highest substrate utilization rates, when compared to RF and RQ, which did not show significant differences. In general, PLFAs profiles did not show differences for the areas studied. Estimated bacterial biomass was higher than fugal biomass, with predominance of Gram-positive bacteria. Integration of chemical and microbial attributes through multivariate analyses is essential for identifying the factors determining microbial community structure in forest soils.

The Amazon rainforest is considered the world\'s largest reservoir of plant and animal biodiversity, but in recent years has been subjected to high rates of deforestation for the conversion of native areas into agricultural fields and pasture. The understanding of the effects of land-use change on soil microbial communities is essential, taking into account the importance that these organisms play in the ecosystem. In this context, this thesis evaluated the effect of these changes on microorganism communities in soils under different land-use systems. In the first study, the microbial communities were analyzed using the nextgeneration sequencing Illumina Hiseq2000, considering samples from native forest, deforested area, agriculture and pasture. From the analysis of approximately 487 million sequences was possible to show that microbial communities respond differently in each landuse system, with changes in both taxonomic and functional diversity. Also, we suggested that ecosystem function in forest soils is maintained by the abundance of microorganisms, while in disturbed areas such functioning is maintained by high diversity and functional redundancy. In the second study, we assessed the extent to which a particular plant species, i.e. soybean, is able to select the microbial community that inhabits the rhizosphere. From the metagenomic sequencing by the 454 GS FLX Titanium platform we investigated the taxonomic and functional diversities of soil and rhizosphere communities associated to soybean, and also tested the validity of neutral and niche theories to explain rhizosphere community assembly process. The results suggest that soybean selects a specific microbial community inhabiting the rhizosphere based on functional traits, which may be related to benefits to the plant, such as growth promotion and nutrition. This process of selection follows largely the niche -based theory indicating the selection power of the plant and other environmental variables in shaping the microbial community both at the taxonomic and functional level. This thesis highlights the importance of microbial ecology studies in the context of the Amazon to a better understanding of the effects of deforestation on microorganisms, and provides information that can be suitable for future development of sustainable approaches for the ecosystem use / A floresta Amazônica é considerada o maior reservatório de biodiversidade vegetal e animal do mundo, porém, nos últimos anos tem sido submetida à altas taxas de desmatamento para a conversão de áreas de mata nativa em campos de agricultura e pastagem. A compreensão sobre os efeitos dessa mudança de uso da terra sobre as comunidades microbianas do solo é fundamental, levando-se em consideração a importância que esses organismos desempenham no ecossistema. Neste contexto, este trabalho de tese avaliou o efeito dessas mudanças sobre as comunidades de micro-organismos em solos sob diferentes sistemas de uso. No primeiro estudo, as comunidades microbianas foram analisadas por meio do sequenciamento de nova geração Illumina Hiseq2000, sendo consideradas amostras de áreas de floresta nativa, área desmatada, agricultura e pastagem. A partir da análise de aproximadamente 487 milhões de sequências foi possível mostrar que as comunidades microbianas respondem diferentemente em cada sistema de uso do solo, com alterações tanto na diversidade taxonômica quanto funcional. Também, sugere-se que o funcionamento do ecossistema em solos de floresta é mantido pela abundância dos micro-organismos presentes, enquanto nas áreas alteradas esse funcionamento é mantido pela alta diversidade e redundância funcional. No segundo estudo foi avaliado até que ponto uma espécie de planta, i.e. soja, é capaz de selecionar a comunidade habitante de sua rizosfera. A partir do sequenciamento metagenômico pela plataforma 454 GS FLX Titanium da Roche foi investigado a diversidade taxonômica e funcional das comunidades de solo e rizosfera associadas à soja, e testou-se a validade das teorias neutras e de nicho para explicar o processo de formação das comunidades microbianas. Os resultados sugerem que a soja seleciona uma comunidade específica que habita sua rizosfera com base em atributos funcionais, os quais podem estar relacionados com benefícios à planta, como promoção do crescimento e nutrição. Esse processo de seleção segue a teoria de nicho, indicando o poder de seleção da planta e de outras variáveis ambientais em moldar as comunidades microbianas tanto de forma taxonômica quanto funcional. Esta tese destaca a importância de estudos em ecologia microbiana no contexto da Amazônia para uma melhor compreensão dos efeitos do desmatamento sobre os microrganismos e disponibiliza informações que podem ser futuramente utilizados para o desenvolvimento de metodologias mais sustentáveis para o uso do ecossistema

A estrutura das comunidades de arquéias e bactérias amônio oxidantes (AOA e AOB, respectivamente) e de bactéria fixadoras de nitrogênio de vida livre (BFNVL) foi avaliada em amostras de solo coletadas em três áreas de Mata Atlântica do Estado de São Paulo (Santa Virgínia, Picinguaba e Restinga) por meio de metodologias independentes de cultivo. Após a extração do DNA do solo, o perfil das comunidades de AOA, AOB e BFNVL foi acessado por PCR-DGGE e seus respectivos genes, amoA, 16S DNAr e nifH, quantificados por meio de qPCR. Além disso, foi realizado o pirosequenciamento do gene 16S DNAr da região V3 em arquéias e da região V4 de bactérias. Os dados foram submetidos às análises de redundância (RDA) e similaridade (ANOSIM) e ao teste de Mantel. Foram observadas diferenças significativas na estrutura das comunidades de AOA, AOB e BFNVL, sugerindo que a cobertura vegetal, assim como os atributos físico-químicos do solo, influencia a atividade destes micro-organismos nas três áreas. Santa Virgínia e Picinguaba apresentaram maior abundância de AOA e AOB, sendo AOA proporcionalmente mais abundante do que AOB em todas as áreas. Já as comunidades de BFNVL foram mais abundantes em Santa Virgínia e Restinga. A diversidade das comunidades de Crenarchaeota foi similar entre as áreas, porém, Picinguaba revelou maior diversidade de unidades taxonômicas operacionais (UTOs). Este trabalho possibilitou uma primeira exploração da diversidade e abundância das comunidades de AOA, AOB e BFNVL nos solos de Mata Atlântica do Estado de São Paulo, sendo que as informações obtidas poderão auxiliar futuros estudos sobre o entendimento do papel destas comunidades no ciclo global do nitrogênio na Terra. / The community structure of ammonia-oxidizing archaea and bacteria (AOA and AOB, respectively) and free-living nitrogen-fixing bacteria was evaluated in soil samples collected in three areas of Atlantic forest of São Paulo (Santa Virgínia, Picinguaba and Restinga) using culture-independent molecular techniques. After DNA extraction from the soil samples, AOA, AOB and BFNVL profiles were accessed by PCR-DGGE, and their respective genes (amoA, nifH and 16S rDNA) were quantified by qPCR. In addition, it was performed the pyrosequencing of the 16S rDNA variable V3 and V4 regions of archaea and bacteria, respectively. The data were subjected to redundancy analysis (RDA); analysis of similarity (ANOSIM); and the Mantel test. There were significant differences in the AOA, AOB and BFNVL community structure, suggesting that the vegetation cover and the physical and chemical attributes of soil influences the activity of these micro-organisms from the three areas. AOA and AOB were more abundant in Santa Virginia and Picinguaba, and AOA was more abundant than AOB in all areas. On the other hand, BFNVL communities were more abundant in Santa Virginia and Restinga. The diversity of Crenarchaeota communities was similar among the three areas, however, Picinguaba revealed greater diversity of operational taxonomic units (OTUs). This study allowed the first evaluation of the diversity and abundance of AOA, AOB and free-living nitrogen-fixing bacteria communities in the soils of the Atlantic Forest of the São Paulo State, Brazil. The information obtained here will support future studies focused on the role of these communities in the global nitrogen cycle on Earth.

O presente estudo teve como objetivo avaliar a mobilidade, lixiviação, degradação, mineralização e mineralização da 14C-glicose para os herbicidas diuron, hexazinona, diuron + hexazinona e metribuzin em cinco classes de solo. Objetivouse também avaliar a existência de associação da lixiviação, mobilidade, mineralização e mineralização da 14C-glicose entre o teor de argila, capacidade de troca de cátions (CTC), matéria orgânica (MO) e carbono orgânico (CO). Todos os estudos foram realizados no Laboratório de Ecotoxicologia do CENA/USP utilizando as normas da Organisation For Economic Co-operation and Development (OECD) para os estudos de lixiviação, degradação, mineralização e mineralização da 14Cglicose e as normas da Environmental Protection Agency (EPA) para o estudo de mobilidade. Os solos foram coletados na camada de 0 a 0,10 m de profundidade e classificados como Latossolo Vermelho eutrófico (LVe), Latossolo Vermelho Amarelo distrófico (LVAd), Nitossolo Háplico eutrófico (NXe), Argissolo Vermelho Amarelo eutrófico (PVAe) e Neossolo Quartzarenico órtico (RQo). Para os estudos de mobilidade, os herbicidas apresentaram a seguinte ordem quanto a mobilidade: hexazinona metribuzin diuron + hexazinona diuron. A mobilidade dos herbicidas diuron, hexazinona e diuron + hexazinona apresentaram associação inversa com a CTC e com o teor de argila. O metribuzin apresenta associação inversa com MO e argila dos solos. A mineralização dos herbicidas diuron, hexazinona, diuron + hexazinona e metribuzin foram diferentes para cada tipo de solo estudado, sendo maior nos solos com maiores teores de argila. Os herbicidas apresentaram a seguinte ordem decrescente para lixiviação: LVe: hexazinona diuron + hexazinona metribuzin diuron; LVAd: diuron + hexazinona metribuzin diuron hexazinona; NXe: diuron + hexazinona diuron metribuzin hexazinona; PVAe e RQo: hexazinona diuron + hexazinona diuron metribuzin, evidenciando que os herbicidas estudados apresentam maior ou menor lixiviação de acordo com o tipo de solo. A lixiviação do herbicida diuron apresentou associação inversa com o teor de argila; o hexazinona com a CTC; o diuron + hexazinona com a CTC e com o teor de argila; o metribuzin não apresentou associação significativa entre o teor de argila, matéria orgânica, CTC e carbono orgânico, ou seja, neste estudo essas variáveis não explicaram a lixiviação deste herbicida. A mineralização do diuron apresentou associação com a CTC, CO, MO e teor de argila. Já a mineralização do hexazinona, diuron + hexazinona e metribuzin apresentaram associação inversa com o teor de argila. Não foi observado que a presença dos herbicidas diuron, hexazinone, diuron + hexazinone e metribuzin nos solos estudados tiveram efeito na atividade microbiana não interferindo na mineralização da 14C-glicose. A mineralização da 14C-glicose na presença do diuron não apresentou associação com nenhum atributo físico-químico estudado. Já o diuron + hexazinona apresentou associação inversa com a MO. O metribuzin apresentou associação direta com o CO e CTC. E a hexazinona apresentou associação inversa com a MO, teor de argila, CTC e ao CO dos solos. / The present study aimed to evaluate the mobility, leaching, degradation, mineralization and mineralization of 14C-glucose to the herbicides diuron, hexazinone, diuron + hexazinone and metribuzin on five soil types. We will also evaluate the possible association of leaching, mobility, mineralization and mineralization of 14C-glucose between the clay content, cation exchange capacity (CEC), organic matter (OM) and organic carbon (OC). All studies were performed at the Laboratory of Ecotoxicology of CENA / USP standards using the \"Organisation For Economic Co-operation and Development\" (OECD) for studies of leaching, degradation, mineralization and mineralization of 14C-glucose and standards \"Environmental Protection Agency \"(APS) for the study of mobility. Soil samples were collected in the 0 to 0.10 m depth were classified according the Brazilian System of soil classification as Latossolo Vermelho eutrófico (LVe), Latossolo Vermelho Amarelo distrófico (LVAd), Nitossolo Háplico eutrófico (NXe), Argissolo Vermelho Amarelo eutrófico (PVAe) and Neossolo Quartzarenico órtico (RQo), respectively. For mobility studies, herbicides followed the order and mobility: hexazinone metribuzin diuron + hexazinone diuron. The mobility of diuron, hexazinone and diuron + hexazinone inversely associated with the CEC and clay content. The metribuzin has an inverse association with organic matter and clay soils. Herbicides were the following descending order to leaching: LVe: hexazinone diuron + hexazinone metribuzin diuron; LVAd: diuron + hexazinone metribuzin diuron hexazinone; NXE: diuron + hexazinone diuron metribuzin hexazinone; PVAe and RQo: hexazinone diuron + hexazinone diuron metribuzin, showing that the herbicides are more or less leaching according to the type of soil. The leaching of the herbicide diuron were inversely related to clay content, the hexazinone with CTC, diuron + hexazinone with the CEC and clay content, the metribuzin showed no significant association between the clay content, organic matter, CEC and organic carbon, ie, in this study these variables did not explain the leaching of this herbicide. The mineralization of diuron, hexazinone, diuron + hexazinone and metribuzin were different for each soil type studied, being higher in soils with higher clay content. Mineralization of diuron was associated with the CTC, OC, OM and clay content. Since the mineralization of hexazinone, diuron + hexazinone and metribuzin showed an inverse association with clay content. It was observed that the presence of diuron, hexazinone, diuron + hexazinone and metribuzin in soils effect on microbial activity had no effect on mineralization of 14C-glucose. The mineralization of 14C-glucose in the presence of diuron was not associated with any attribute physico-chemical study. Since diuron + hexazinone was inversely associated with the MO. The metribuzin had a direct association with the CO and CTC. And hexazinone was inversely associated with OM, clay content, CEC and soil CO.

A acidez do solo é um sério problema que limita o crescimento radicular das culturas. A aplicação de calcário na superfície do solo visando à correção da acidez é utilizada em áreas cultivadas no sistema de plantio direto (SPD) já instalado. A amenização da acidez no subsolo devido à aplicação do calcário na superfície é influenciada pelo manejo da cobertura vegetal e pela adubação nitrogenada. Além disso, a calagem e a cobertura vegetal afetam os ciclos de C e de N devido à influência em atributos biológicos do solo, como estrutura e atividade microbiana, qualidade e quantidade de substrato disponível aos microorganismos decompositores. Os objetivos desse estudo foram avaliar o efeito da calagem e da cobertura de resíduos de aveia preta, com e sem adubação nitrogenada (i) nos atributos químicos e na especiação iônica da solução de um Latossolo Vermelho Distrófico, textura média, na nutrição e na produção de grãos de soja em experimento conduzido em Ponta Grossa-PR (25º10S, 50º05W) sob SPD; (ii) nos compartimentos de C e de N, no potencial de mineralização de N e na taxa de decomposição de aminoácidos; e (iii) estudar o efeito do pH inicial do solo e local de adição de resíduos de aveia preta na composição da solução do solo e no comportamento da comunidade microbiana. A calagem aumentou o pH do solo e os teores de Ca e Mg trocáveis e reduziu os teores de Al e Mn até 60 cm de profundidade, independentemente dos tratamentos de cobertura vegetal. A adição de N promoveu acidificação do solo. A maior parte do Al estava complexada com carbono orgânico dissolvido na solução do solo, ao contrário de Ca e de Mg, que estavam predominantemente na forma livre. A produção de grãos de soja aumentou de forma linear com a aplicação de calcário. A atividade microbiana, o potencial de mineralização de N e taxa de decomposição de aminoácidos foi estimulada devido ao aumento do pH do solo proporcionado pela calagem, principalmente na camada superficial. Aminoácidos liberados da decomposição inicial dos resíduos de aveia preta foram rapidamente consumidos pelos microorganismos do solo principalmente em valores altos de pH do solo. Portanto, a calagem superficial, o manejo da cobertura vegetal e a adubação nitrogenada interferiram na disponibilidade de nutrientes e na composição e atividade da biomassa microbiana em SPD. / Soil acidity is a serious problem in tropical and subtropical regions of the world reducing root growth and crop yield. Surface liming is a common practice to ameliorate soil acidity in areas under no-till system (NTS). The subsoil acidity amelioration, as a result of surface liming, is affected by cover crop residues as well as N fertilization. Liming and crop residues play important roles on C and N cycles due to changes in soil biological attributes, such as microbial community and activity, quantity and quality of substrate to microorganisms. The aims of this study were to evaluate the effects of surface liming and black oat residues, with or without N addition, on (i) soil chemical attributes, ionic speciation, soybean nutrition and yield of a loamy, kaolinitic, thermic Rhodic Hapludox in an experiment carried out in Ponta Grossa, state of Paraná, Brazil (25º10S, 50º05W) under NTS; (ii) C and N pools, potentially mineralizable N and decomposition rate of amino acids; and (iii) to evaluate the initial soil pH and black oat residues placement on soil solution composition and microbial behaviour. Surface liming increased soil pH and contents of Ca and Mg throughout soil profile, and also it reduced Al content to a 60 cm soil depth, regardless of cover crop treatments. The addition of N caused soil acidification. The Al content in soil solution was found mainly complexed to dissolved organic compounds, in contrast to Ca and Mg, which were found in a free form. Soybean yield was increased by lime rates. Due to soil pH increase, surface liming stimulated soil microbial biomass, potentially mineralizable N and amino acids decomposition rate, mainly at soil surface layer. Amino acids released from the initial decomposition of black oat residues were immediately used by soil microorganisms. Surface liming, cover crop residues and N fertilization affected nutrients availability and microbial biomass composition and activity under NTS.

Os fungos micorrízicos arbusculares (FMA) são muito importantes para a nutrição mineral das plantas e para a recuperação de áreas degradadas, pois possibilitam um melhor desenvolvimento das espécies arbóreas usadas na revegetação. Entretanto, para um melhor desempenho dos FMA, as condições ambientais devem ser favoráveis, pois tanto a ocorrência quanto a diversidade desses fungos são bastante influenciados por diversos fatores como os químicos, físico e microbiológico do solo. Diferentes profundidades do solo devem ser consideradas para um levantamento mais detalhado. Avaliaram-se os atributos químicos, físicos e microbiológicos e, entre estes, a glomalina e a ocorrência e diversidade de FMA em diferentes profundidades (0-15 cm, 15-30 cm e 30-45 cm). As áreas selecionadas para estudo foram: nativa (NT) e em gradiente de recuperação ambiental: 5 anos (R05), 10 anos (R10) e 20 anos (R20), todas localizadas no Bioma Mata Atlântica, Estado de São Paulo, Brasil. As coletas de solo e raízes foram realizadas em dois períodos: janeiro (chuvoso) e junho (seco). A colonização radicular foi avaliada em três pontos de amostragem sendo: (A) na base do tronco, (B) distanciadas em 1m e (C) de plantas no entorno das árvores. Os esporos foram identificados e posteriormente foram calculados a abundância relativa, e os índices de riqueza (R), diversidade de Shannon (H) e dominância de Simpson (Is) das espécies de FMA. Os dados foram submetidos à análise de variância ANOVA, teste t, análise canônica discriminante (ACD) e análise de redundância (RDA). A colonização radicular foi maior para as áreas em estádios mais avançados de recuperação, nas raízes coletadas no ponto C e na época seca. A densidade de esporos de FMA, na época chuvosa, foi maior em R05 em todas as profundidades, enquanto que na época seca a densidade de esporos foi maior para R05 apenas em 0-15 cm, a partir de 15 cm uma maior densidade de esporos foi verificada para NT e R10. Considerando os dois períodos amostrados e as quatro áreas estudadas, foram identificadas 23 espécies de FMA, sendo os gêneros Glomus e Acaulospora os mais freqüentes. Um maior índice de riqueza (R) e diversidade (H) de espécies foi encontrado na área NT e nem sempre uma maior diversidade foi verificada nas camadas mais superficiais. Espécies do gênero Acaulospora (Ac. mellea e Ac. scrobiculata) e Glomus (G. viscosum e G. sp2.) foram sempre abundantes em todas as profundidades analisadas, enquanto que as espécies do gênero Gigaspora, Ambispora e Racocetra foram raras em todas as profundidades. A ACD indicou que Glomus viscosum, Acaulospora scrobiculata, Acaulospora mellea e Scutellospora heterogama foram as espécies que mais contribuíram para distinguir as áreas e a RDA mostrou que dentre os atributos do solo, o pH, H+Al, carbono do solo, glomalina, umidade, microporosidade e densidade foram os que mais influenciaram a diversidade de FMA. A umidade, densidade e glomalina correlacionaram positivamente com o número de esporos, já o nitrato do solo apresentou uma correlação negativa. / Arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) are very important for the recuperation of degraded land, because they enable better absorption of mineral nutrients by plants and favor the development of tree species used in revegetation.However, for greater efficiency of mycorrhizae the environmental conditions must be favorable, because the occurrence and diversity of these fungi are greatly influenced by several factors such as chemical, physical and microbiological soil attributes. Different soil depths should be considered for a more detailed survey. Chemical, physical and microbiological evaluations, including the soil glomalin content and the diversity of AMF at different depths (0-15 cm, 15-30 cm and 30-45 cm) were performed. The areas selected for study were: native forest (NT) and a gradient of environmental restoration and reforestation: five years (R05), 10 years (R10) and 20 (R20), all located in the Atlantic forest, State of Sao Paulo, Brazil. The samples of soil and roots were taken in two periods: January (rainy) and June (dry season). Root colonization was assessed at three sites as follows: (A) at the base of the tree trunk, (B) 1m away from the trunk, and (C) seedlings growing around the adult trees. Spores were identified and the relative abundance and richness indices (R), Shannons diversity (H) and Simpsons dominance index (Is) of AMF were calculated. The data were analyzed using ANOVA, the t test, canonical discriminant analysis (CDA) and redundancy analysis (RDA). The root colonization was higher for areas with more advanced stages of recovery, in roots collected at point C and during the dry season. The density of spores in the rainy season was higher in R05 at all depths, while in the dry season the density of spores was higher for R05 only at 0-15 cm, and from 15 cm downwards a higher density of spores was observed for NT and R10.Considering the two periods and the four areas studied, we identified 23 AMF species, and the genera Glomus and Acaulospora were the most frequent. A higher richness (R) and diversity index (H) of species was found in the area NT. Not always the greatest diversity was found in the superficial layers. Species of Acaulospora (Ac. scrobiculata and Ac. mellea), Glomus (Glomus sp2. and G. viscosum) were always abundant at all depths, while the species of the genera Gigaspora, Ambispora and Racocetra were rare at all depths. The CDA indicated that Glomus viscosum, Acaulospora scrobiculata, Acaulospora mellea and Scutellospora heterogama were the species that contributed most to distinguishing the areas and the RDA showed that among the soil characteristics, pH, H + Al, soil carbon, glomalin, humidity, microporosity and density were the attributes that most influenced the diversity of AMF. Moisture, density and glomalin were positively correlated with the number of spores, however, the soil nitrate showed a negative correlation.

A acidez do solo é um sério problema que limita o crescimento radicular das culturas. A aplicação de calcário na superfície do solo visando à correção da acidez é utilizada em áreas cultivadas no sistema de plantio direto (SPD) já instalado. A amenização da acidez no subsolo devido à aplicação do calcário na superfície é influenciada pelo manejo da cobertura vegetal e pela adubação nitrogenada. Além disso, a calagem e a cobertura vegetal afetam os ciclos de C e de N devido à influência em atributos biológicos do solo, como estrutura e atividade microbiana, qualidade e quantidade de substrato disponível aos microorganismos decompositores. Os objetivos desse estudo foram avaliar o efeito da calagem e da cobertura de resíduos de aveia preta, com e sem adubação nitrogenada (i) nos atributos químicos e na especiação iônica da solução de um Latossolo Vermelho Distrófico, textura média, na nutrição e na produção de grãos de soja em experimento conduzido em Ponta Grossa-PR (25º10S, 50º05W) sob SPD; (ii) nos compartimentos de C e de N, no potencial de mineralização de N e na taxa de decomposição de aminoácidos; e (iii) estudar o efeito do pH inicial do solo e local de adição de resíduos de aveia preta na composição da solução do solo e no comportamento da comunidade microbiana. A calagem aumentou o pH do solo e os teores de Ca e Mg trocáveis e reduziu os teores de Al e Mn até 60 cm de profundidade, independentemente dos tratamentos de cobertura vegetal. A adição de N promoveu acidificação do solo. A maior parte do Al estava complexada com carbono orgânico dissolvido na solução do solo, ao contrário de Ca e de Mg, que estavam predominantemente na forma livre. A produção de grãos de soja aumentou de forma linear com a aplicação de calcário. A atividade microbiana, o potencial de mineralização de N e taxa de decomposição de aminoácidos foi estimulada devido ao aumento do pH do solo proporcionado pela calagem, principalmente na camada superficial. Aminoácidos liberados da decomposição inicial dos resíduos de aveia preta foram rapidamente consumidos pelos microorganismos do solo principalmente em valores altos de pH do solo. Portanto, a calagem superficial, o manejo da cobertura vegetal e a adubação nitrogenada interferiram na disponibilidade de nutrientes e na composição e atividade da biomassa microbiana em SPD. / Soil acidity is a serious problem in tropical and subtropical regions of the world reducing root growth and crop yield. Surface liming is a common practice to ameliorate soil acidity in areas under no-till system (NTS). The subsoil acidity amelioration, as a result of surface liming, is affected by cover crop residues as well as N fertilization. Liming and crop residues play important roles on C and N cycles due to changes in soil biological attributes, such as microbial community and activity, quantity and quality of substrate to microorganisms. The aims of this study were to evaluate the effects of surface liming and black oat residues, with or without N addition, on (i) soil chemical attributes, ionic speciation, soybean nutrition and yield of a loamy, kaolinitic, thermic Rhodic Hapludox in an experiment carried out in Ponta Grossa, state of Paraná, Brazil (25º10S, 50º05W) under NTS; (ii) C and N pools, potentially mineralizable N and decomposition rate of amino acids; and (iii) to evaluate the initial soil pH and black oat residues placement on soil solution composition and microbial behaviour. Surface liming increased soil pH and contents of Ca and Mg throughout soil profile, and also it reduced Al content to a 60 cm soil depth, regardless of cover crop treatments. The addition of N caused soil acidification. The Al content in soil solution was found mainly complexed to dissolved organic compounds, in contrast to Ca and Mg, which were found in a free form. Soybean yield was increased by lime rates. Due to soil pH increase, surface liming stimulated soil microbial biomass, potentially mineralizable N and amino acids decomposition rate, mainly at soil surface layer. Amino acids released from the initial decomposition of black oat residues were immediately used by soil microorganisms. Surface liming, cover crop residues and N fertilization affected nutrients availability and microbial biomass composition and activity under NTS.

A Araucaria angustifolia, conhecida como Pinheiro-do-Paraná é uma espécie ameaçada de extinção no Brasil, está inserida num bioma rico em biodiversidade, a Mata Atlântica, e muito pouco se conhece sobre os atributos microbiológicos dessas florestas. Este trabalho teve como objetivo avaliar potenciais atributos microbiológicos do solo e algumas variáveis ambientais (atributos químicos, físicos e efeito sazonal), a fim de estabelecer bioindicadores de qualidade do solo em Florestas de Araucária. Os estudos foram conduzidos em dois parques estaduais localizados em diferentes regiões do Estado de São Paulo, no município de Campos do Jordão (Parque Estadual de Campos do Jordão - PECJ), nos municípios de Apiaí e Iporanga (Parque Estadual Turístico do Alto Ribeira - PETAR) e também no município de Barra do Chapéu. Foram escolhidas três áreas no PETAR: FN floresta nativa de araucária, ND floresta de araucária com distúrbio antropogênico e PL plantio de araucária; e quatro áreas foram selecionadas no PECJ: FN floresta nativa de araucária, ND floresta de araucária com distúrbio antropogênico, PL plantio de araucária e PF plantio de araucária com ocorrência de fogo acidental. Ao acaso, foram selecionadas quinze árvores de araucária por área e sob a copa de cada uma delas foram retiradas amostras na profundidade de 0 a 20 cm, nas épocas seca e de chuva. Foram avaliados os atributos microbiológicos: arilsulfatase (ARIL), fosfatase ácida (FOSF), -glicosidase (GLIC), desidrogenase (DESID), nitrogênio (NBM) e carbono da biomassa microbiana (CBM), Número Mais Provável (NMP) de amonificantes (AMO), nitritadores (NITRI), nitratadores (NITRA) e desnitrificantes (DESN), respiração basal (RESP), respiração induzida por substrato (RIS), quociente metabólico (qCO2) e microbiano (qMIC). Além disso, foram estabelecidos perfis de ácidos graxos ligados a ésteres de fosfolipídios (EL-PLFAs) e o perfil de capacidade de utilização de substratos de carbono (Biolog). Alguns parâmetros químicos foram avaliados (pH, H++Al3+, Al3+, Ca2+, Mg2+, K+, P, S, N, carbono orgânico total e a capacidade de troca catiônica) e físicos (teores de argila, silte e areia). Verificou-se que o PL do PETAR e PF do PECJ foram relacionados aos atributos microbiológicos ARIL, DESN, CBM e qMIC nos dois períodos. A partição da variabilidade revelou que a atividade microbiana foi influenciada mais pelas variáveis físico-quimicas do solo do que pelas áreas e épocas de coleta. Foram identificados perfis de ácidos graxos semelhantes aos aqui obtidos, PETAR e PECJ, em um trabalho anterior no PECJ, o que pode ser indicação de um padrão de EL-PLFA próprio do ecossistema de araucária. Os ácidos graxos 10Me18:0 (actinobactéria), a relação ácido graxo saturado/insaturado (sat/insat), o consumo dos substratos -metil-D-glicosídeo e o ácido 2-hidroxibenzóico foram também relacionados às áreas PL (PETAR) e PF (PECJ) nos períodos avaliados. Já os ácidos graxos 18:19c (fungo) e 16:17c (bactéria Gram-), o consumo dos substratos glicose-1-fosfato, -D-lactose e ácido -hidroxibutírico estavam relacionados às áreas impactadas dos dois parques durante os períodos de seca e chuva. Portanto, esses atributos microbiológicos são potenciais indicadores de qualidade do solo em Florestas de Araucária, no entanto, novas avaliações são necessárias para as devidas validações dos bioindicadores e monitoramento dessas áreas. / Araucaria angustifolia, also called Brazil Pine, is an endangered species in Brazil. It is part of one of the richest ecosystems in biodiversity, the Atlantic Forest, and little is known about the soil microbiological attributes in this forest. The objective was to evaluate the potential of the soil microbiological attributes and some environmental variables (physical-chemical properties and seasonal effect) to act as bioindicators of soil quality in Araucaria Forests. This study was undertaken in two different state parks in the São Paulo State, in Campos do Jordão county (Campos do Jordão State Park - PECJ), and in Apiaí and Iporanga counties (Alto Ribeira Touristic State Park - PETAR) and also in Barra do Chapéu county. Three areas were surveyed in PETAR: FN Native Araucaria forest, ND Native Araucaria forest with anthropogenic disturbance, and PL Reforested Araucaria; and four areas in PECJ: FN Native Araucaria forest, ND Native Araucaria forest with anthropogenic disturbance; PL Reforested Araucaria, and PF Araucaria reforestation submitted to an accidental fire. Fifteen Araucaria trees were selected at random in each area and the soil and roots were sampled at 0 20 cm depth, in two contrasting seasons (dry and wet). The microbiological attributes evaluated were: arylsulfatase (ARIL), acid phosphatase (FOSF), -glucosidase (GLIC), dehydrogenase (DESID), carbon (CBM) and nitrogen microbial biomass (NBM), most probable number (NMP) of bacterial ammonium oxidizers (AMO), nitrite oxidizers (NITRI), nitrate oxidizers (NITRA) and denitrifiers (DESN), basal microbial respiration (RESP), substrate induced respiration (RIS), and metabolic (qCO2) and microbial quotient (qMIC). Additionally we determined the phospholipid fatty acid profiles (ELPLFA) and the community level physiological profile (Biolog). Some chemical attributes were evaluated (pH, H++Al3+, Al3+, Ca2+, Mg2+, K+, P, S, CEC, C/N ratio, total organic carbon (COT), total nitrogen (NT), as well as some physical ones (soil texture: clay, sand and silt contents). There was a high correlation between the PL of PETAR and the PF of PECJ and the microbiological attributes ARIL, DESN, CBM and qMIC in both periods. The partitioning of the variability evidenced that microbial activity was influenced in a higher degree by the physical-chemical properties of soil than by study areas or periods. We identified similar fatty acid profiles in PETAR and PECJ and they were also similar to the ones found in a previous work in PECJ, what could indicate a specific EL-PLFA pattern in the Araucaria ecosystem. The fatty acids 10Me18:0 (actinobacteria), the saturated/unsaturated fatty acid ratio (sat/insat), the substrate utilization of -methyl-D-glucoside and 2-hydroxybenzoic acid were also related to PL (PETAR) and PF (PECJ), in both periods. The 18:19c fatty acid (fungi) and 16:17c (Gram-), the glucose-1-phosphate, -D-lactose and -hydroxybutyric acid were C-source for microbial communities of the impacted areas in both parks during the wet and dry periods. Therefore, these attributes are potential microbial indicators of soil quality in Araucaria forests, however, new evaluations are required to confirm these biomarkers and to monitor these areas.

The Amazon rainforest is considered the world\'s largest reservoir of plant and animal biodiversity, but in recent years has been subjected to high rates of deforestation for the conversion of native areas into agricultural fields and pasture. The understanding of the effects of land-use change on soil microbial communities is essential, taking into account the importance that these organisms play in the ecosystem. In this context, this thesis evaluated the effect of these changes on microorganism communities in soils under different land-use systems. In the first study, the microbial communities were analyzed using the nextgeneration sequencing Illumina Hiseq2000, considering samples from native forest, deforested area, agriculture and pasture. From the analysis of approximately 487 million sequences was possible to show that microbial communities respond differently in each landuse system, with changes in both taxonomic and functional diversity. Also, we suggested that ecosystem function in forest soils is maintained by the abundance of microorganisms, while in disturbed areas such functioning is maintained by high diversity and functional redundancy. In the second study, we assessed the extent to which a particular plant species, i.e. soybean, is able to select the microbial community that inhabits the rhizosphere. From the metagenomic sequencing by the 454 GS FLX Titanium platform we investigated the taxonomic and functional diversities of soil and rhizosphere communities associated to soybean, and also tested the validity of neutral and niche theories to explain rhizosphere community assembly process. The results suggest that soybean selects a specific microbial community inhabiting the rhizosphere based on functional traits, which may be related to benefits to the plant, such as growth promotion and nutrition. This process of selection follows largely the niche -based theory indicating the selection power of the plant and other environmental variables in shaping the microbial community both at the taxonomic and functional level. This thesis highlights the importance of microbial ecology studies in the context of the Amazon to a better understanding of the effects of deforestation on microorganisms, and provides information that can be suitable for future development of sustainable approaches for the ecosystem use / A floresta Amazônica é considerada o maior reservatório de biodiversidade vegetal e animal do mundo, porém, nos últimos anos tem sido submetida à altas taxas de desmatamento para a conversão de áreas de mata nativa em campos de agricultura e pastagem. A compreensão sobre os efeitos dessa mudança de uso da terra sobre as comunidades microbianas do solo é fundamental, levando-se em consideração a importância que esses organismos desempenham no ecossistema. Neste contexto, este trabalho de tese avaliou o efeito dessas mudanças sobre as comunidades de micro-organismos em solos sob diferentes sistemas de uso. No primeiro estudo, as comunidades microbianas foram analisadas por meio do sequenciamento de nova geração Illumina Hiseq2000, sendo consideradas amostras de áreas de floresta nativa, área desmatada, agricultura e pastagem. A partir da análise de aproximadamente 487 milhões de sequências foi possível mostrar que as comunidades microbianas respondem diferentemente em cada sistema de uso do solo, com alterações tanto na diversidade taxonômica quanto funcional. Também, sugere-se que o funcionamento do ecossistema em solos de floresta é mantido pela abundância dos micro-organismos presentes, enquanto nas áreas alteradas esse funcionamento é mantido pela alta diversidade e redundância funcional. No segundo estudo foi avaliado até que ponto uma espécie de planta, i.e. soja, é capaz de selecionar a comunidade habitante de sua rizosfera. A partir do sequenciamento metagenômico pela plataforma 454 GS FLX Titanium da Roche foi investigado a diversidade taxonômica e funcional das comunidades de solo e rizosfera associadas à soja, e testou-se a validade das teorias neutras e de nicho para explicar o processo de formação das comunidades microbianas. Os resultados sugerem que a soja seleciona uma comunidade específica que habita sua rizosfera com base em atributos funcionais, os quais podem estar relacionados com benefícios à planta, como promoção do crescimento e nutrição. Esse processo de seleção segue a teoria de nicho, indicando o poder de seleção da planta e de outras variáveis ambientais em moldar as comunidades microbianas tanto de forma taxonômica quanto funcional. Esta tese destaca a importância de estudos em ecologia microbiana no contexto da Amazônia para uma melhor compreensão dos efeitos do desmatamento sobre os microrganismos e disponibiliza informações que podem ser futuramente utilizados para o desenvolvimento de metodologias mais sustentáveis para o uso do ecossistema

A estrutura das comunidades de arquéias e bactérias amônio oxidantes (AOA e AOB, respectivamente) e de bactéria fixadoras de nitrogênio de vida livre (BFNVL) foi avaliada em amostras de solo coletadas em três áreas de Mata Atlântica do Estado de São Paulo (Santa Virgínia, Picinguaba e Restinga) por meio de metodologias independentes de cultivo. Após a extração do DNA do solo, o perfil das comunidades de AOA, AOB e BFNVL foi acessado por PCR-DGGE e seus respectivos genes, amoA, 16S DNAr e nifH, quantificados por meio de qPCR. Além disso, foi realizado o pirosequenciamento do gene 16S DNAr da região V3 em arquéias e da região V4 de bactérias. Os dados foram submetidos às análises de redundância (RDA) e similaridade (ANOSIM) e ao teste de Mantel. Foram observadas diferenças significativas na estrutura das comunidades de AOA, AOB e BFNVL, sugerindo que a cobertura vegetal, assim como os atributos físico-químicos do solo, influencia a atividade destes micro-organismos nas três áreas. Santa Virgínia e Picinguaba apresentaram maior abundância de AOA e AOB, sendo AOA proporcionalmente mais abundante do que AOB em todas as áreas. Já as comunidades de BFNVL foram mais abundantes em Santa Virgínia e Restinga. A diversidade das comunidades de Crenarchaeota foi similar entre as áreas, porém, Picinguaba revelou maior diversidade de unidades taxonômicas operacionais (UTOs). Este trabalho possibilitou uma primeira exploração da diversidade e abundância das comunidades de AOA, AOB e BFNVL nos solos de Mata Atlântica do Estado de São Paulo, sendo que as informações obtidas poderão auxiliar futuros estudos sobre o entendimento do papel destas comunidades no ciclo global do nitrogênio na Terra. / The community structure of ammonia-oxidizing archaea and bacteria (AOA and AOB, respectively) and free-living nitrogen-fixing bacteria was evaluated in soil samples collected in three areas of Atlantic forest of São Paulo (Santa Virgínia, Picinguaba and Restinga) using culture-independent molecular techniques. After DNA extraction from the soil samples, AOA, AOB and BFNVL profiles were accessed by PCR-DGGE, and their respective genes (amoA, nifH and 16S rDNA) were quantified by qPCR. In addition, it was performed the pyrosequencing of the 16S rDNA variable V3 and V4 regions of archaea and bacteria, respectively. The data were subjected to redundancy analysis (RDA); analysis of similarity (ANOSIM); and the Mantel test. There were significant differences in the AOA, AOB and BFNVL community structure, suggesting that the vegetation cover and the physical and chemical attributes of soil influences the activity of these micro-organisms from the three areas. AOA and AOB were more abundant in Santa Virginia and Picinguaba, and AOA was more abundant than AOB in all areas. On the other hand, BFNVL communities were more abundant in Santa Virginia and Restinga. The diversity of Crenarchaeota communities was similar among the three areas, however, Picinguaba revealed greater diversity of operational taxonomic units (OTUs). This study allowed the first evaluation of the diversity and abundance of AOA, AOB and free-living nitrogen-fixing bacteria communities in the soils of the Atlantic Forest of the São Paulo State, Brazil. The information obtained here will support future studies focused on the role of these communities in the global nitrogen cycle on Earth.