Soil pollution by heavy metals caused by anthropogenic activities is a problem in many countries. Cadmium (Cd) is one of the most hazardous elements due to its relatively high mobility in soils and transfer to plants. The main human exposure pathway to Cd is through the vegetable consumption and depends on the exposure scenario. Thus, defining a critical limit of Cd in soil is necessary. Barium is an earth alkaline element that can be toxic to humans and plants when it is present in the free form (Ba2+). However, only few studies have focused on Ba in soil. Soil characteristics influence Cd and Ba availability for plant uptake. Both metals may affect plant growth and metabolism and cause oxidative stress. The aims of this study were: (i) to compare tropical and temperate datasets to establish critical soil Cd concentrations for the State of São Paulo, Brazil; (ii) to evaluate the influence of liming on Cd availability and accumulation in lettuce in order to calculate site specific critical soil Cd concentrations for two typical tropical soils from the State of São Paulo; (iii) to evaluate the effects of Cd and Ba concentrations on plant growth, lipid peroxidation and activities of antioxidant enzymes in leaves of soybean, grown in tropical soils with contrasting properties. The Cd uptake from the tropical dataset was higher as compared to the temperate dataset. Critical soil Cd concentrations were from 1.7 to 3.2- fold lower when tropical soil data were used. It is suggested that only literature data, regarding Cd in soils and vegetables, from tropical regions should be used for the State of São Paulo to derive critical soil Cd concentrations. Cadmium accumulated linearly in lettuce at soil concentrations up to 12 mg kg-1. In both soils, a slight reduction on Cd uptake was observed as a response to liming. The calculated critical soil Cd concentrations were lower in the Ultisol because of the differences in soil characteristics. Besides, there was a positive correlation with the vegetable consumption rates. Cadmium strongly reduced soybean growth at concentrations from 5.2 mg kg-1, while Ba only slightly reduced at 600 mg kg-1 in the sandy Entisol. The activities of superoxide dismutase, catalase and glutathione reductase were dependent mainly on the soil type: soybean plants grown in the Entisol suffered higher oxidative stress than those grown in the clayey Oxisol and, consequently, responded less to the increase of metal concentrations. / A poluição do solo por metais pesados causada principalmente por atividades antrópicas é um problema em muitos países. Cádmio (Cd) é um dos elementos mais perigosos devido à sua mobilidade relativamente alta em solos e transferência para as plantas. A principal via de exposição humana ao Cd é por meio do consumo de vegetais e depende do cenário de exposição. Assim, a definição de um limite crítico de Cd no solo é necessária. O bário (Ba) é um elemento alcalino-terroso que pode ser tóxico aos seres humanos e às plantas, quando absorvido na sua forma livre (Ba2+). No entanto, há poucos estudos sobre Ba em solos. As características do solo influenciam na disponibilidade de Cd e Ba para absorção pelas plantas. Ambos os metais podem afetar o crescimento e metabolismo das plantas e causar estresse oxidativo. Os objetivos deste estudo foram: (i) comparar resultados oriundos de regiões tropicais e temperadas para determinar concentrações críticas de Cd em solos para o Estado de São Paulo; (ii) avaliar a influência da calagem na disponibilidade e no acúmulo de Cd em plantas de alface, a fim de calcular as concentrações críticas de Cd específicas para solos do Estado de São Paulo; e (iii) avaliar os efeitos das concentrações de Cd e Ba no crescimento das plantas, na peroxidação lipídica e na atividade de enzimas antioxidantes em folhas de soja, cultivada em solos tropicais com propriedades contrastantes. A absorção de Cd a partir do conjunto de dados de solos tropicais foi maior em relação ao de dados de clima temperado. As concentrações críticas de Cd no solo foram de 1,7 a 3,2 vezes menores quando os dados de solos tropicais foram utilizados. Sugere-se que apenas resultados de literatura de regiões tropicais, em relação a Cd em solos e vegetais, sejam utilizados para o Estado de São Paulo para derivação de concentrações críticas de Cd em solo. O Cd acumulou linearmente em alface em concentrações de até 12 mg kg-1 no solo. Apenas uma leve redução na absorção de Cd em resposta à calagem foi observada tanto no Latossolo quanto no Argissolo. As concentrações críticas de Cd foram menores no Argissolo do que no Latossolo, devido às diferenças nas características dos mesmos. Tais concentrações críticas tiveram correlação positiva com o consumo de hortaliças. O Cd reduziu fortemente o crescimento da soja em concentrações a partir de 5,2 mg kg-1, enquanto Ba causou apenas ligeira redução na dose de 600 mg kg-1 no Neossolo Quartzarênico. As atividades das enzimas superóxido dismutase, catalase e glutationa redutase dependeram, principalmente, do tipo de solo. Assim, as plantas de soja cultivadas no Neossolo sofreram mais estresse oxidativo do que as cultivadas no Latossolo. Conseqüentemente, a resposta das enzimas ao aumento das concentrações de metais foi pequena.

Os ecossistemas naturais e agropecuários dependem fundamentalmente do solo como recurso básico para sua funcionalidade. Neste contexto, a qualidade do solo tem tido uma crescente importância global. Os objetivos deste estudo consistiram em propor modificações metodológicas e/ou instrumentais visando determinações mais acuradas dos indicadores da qualidade física do solo mediante o desenvolvimento de (i) um sistema eletro-mecânico que permite a obtenção de amostras indeformadas de solos sem aplicação de golpes; (ii) um penetrômetro estático automatizado, de baixo custo e portátil, para medidas de resistência à penetração (RP) e resistência tênsil (RT) sob regime de velocidade constante de 1,55 mm s-1; (iii) um consolidômetro, de baixo custo e de maior portabilidade, para determinações da curva de compressão do solo, da RP e da RT utilizando propulsão pneumática e (iv) melhorias instrumentais em um permeâmetro de carga constante de ar pela redução de oscilações durante a medição do gradiente de pressão bem como a otimização da seleção de diferentes níveis de vazão mássica de ar. Os resultados obtidos mostraram que (i) o sistema eletromecânico garantiu a preservação da estrutura do solo em amostras coletadas comparado com a amostragem por golpes, principalmente no solo mais argiloso; (ii) a RP e a RT puderam ser determinadas com elevada acurácia à velocidade constante de 1,55 mm s-1; (iii) a curva de compressão do solo foi sensível às diferenças entre os tratamentos (linha e entrelinha da cultura) e a utilização de propulsão pneumática não influenciou os resultados da RP e da RT e (iv) a instrumentação utilizada no permeâmetro de carga constante de ar permitiu realizar determinações da permeabilidade do solo ao ar tanto em campo quanto em laboratório com rapidez e elevada acurácia. / Natural and agricultural ecosystems rely fundamentally on soil as a basic resource for their functionality. In this context, soil quality has had a growing global importance. The objectives of this study were based on proposing methodological and/or instrumental modifications aiming to obtain more accurate determinations of soil physical quality indicators by developing: (i) an electro-mechanical system that allows the extraction of undisturbed soil samples without mechanical impact (no-hammering); (ii) a low cost and portable static automatic penetrometer, for measuring soil penetration resistance (PR) and tensile strength (TS) at a constant speed of 1.55 mm s-1; (iii) a low cost and portable consolidometer, for determination of soil compression curve, PR and TS using pneumatic propulsion and (iv) instrumental improvements to a constant head air permeameter by reducing the oscillation during measuring the pressure head gradient and the optimization of the selection of different levels of air mass flow. The results showed that (i) the electro-mechanical system ensured the preservation of soil structure in undisturbed samples in comparison to samples extracted by hammering procedures, especially in clayey soil; (ii) PR and TS could be determined with high accuracy at the constant speed of 1.55 mm s-1; (iii) the soil compression curve was sensitive to differences between treatments (crop row and inter-row) and the use of pneumatic propulsion did not influence the results of PR and TS, and (iv) the instrumentation used in the constant head air permeameter allowed determination of soil air permeability either on the field or in the laboratory with high speed and accuracy.

O objetivo deste trabalho foi verificar os efeitos de práticas de descompactação em propriedades físicas de um Latossolo Vermelho distrófico, textura argilosa, após dezesseis anos em sistema plantio direto. Os tratamentos, aplicados em maio de 2009, consistiram de: plantio direto (PD), plantio direto com escarificação mecânica feita por subsolagem a 0,25 m (PD-E) e plantio direto com escarificação biológica por meio da cultura do nabo forrageiro (PD-B). O delineamento experimental foi em blocos ao acaso, com quatro repetições, perfazendo 12 unidades experimentais. Dezoito meses após a aplicação dos tratamentos, foram coletadas amostras indeformadas de solo em cada unidade experimental, em cinco profundidades: 0,0-0,10; 0,10-0,20; 0,20-0,30; 0,30-0,40 e 0,40-0,50 m. Foram avaliados as propriedades físicas porosidade, densidade do solo (Ds), permeabilidade ao ar (Ka) e índices de continuidade de poros.. A Ka foi medida através de um permeâmetro de carga constante de ar em nove potenciais mátricos (m): -0,5; -1; -2; -3; -5; -7; -10; -50 e -100 kPa. Os resultados indicaram que as propriedades físicas do solo avaliadas não foram alteradas pelos tratamentos de descompactação do solo. Por outro lado, houve diferenças entre camadas de solo, principalmente entre 0,0-0,10 m e 0,10-0,20 m. Na camada de 0,10-0,20 m, a Ds foi maior e a porosidade total e Ka (m = -5 kPa) foram menores do que na camada de 0,0-0,10 m. No tratamento PD-E verificou-se que a macroporosidade foi maior na camada de 0-0,10 m comparado com os outros tratamentos. Os índices de continuidade de poros K1 e N não foram influenciados pelos tratamentos. Os resultados sugerem que, no solo estudado, o efeito da escarificação é de limitada persistência. / This study aimed to evaluate the effects of decompaction practices on physical properties of Typic Hapludox, clayey texture, after 16 years under no-tillage. The treatments, applied in May 2009, consisted of the following: no-tillage (PD), no-tillage mechanically chiseled at 0.25 m depth (PD-E), and no-tillage biologically loosened with radish crop (PD-B). The experiment was randomized block design, with four replicates, totaling 12 experimental units. Eighteen months after the treatment application, undisturbed soil samples were collected from each experimental unit at five depths: 0.0-0.10; 0.10-0.20; 0.20-0.30; 0.30-0.40; and 0.40-0.50 m. We assessed the following soil physical properties: porosity, bulk density (Bd), air permeability (Ka) and pore continuity indices. Ka was measured using a constant head air permeameter in nine soil matric potentials (m): -0.5, -1, -2, -3, -5, -7, -10, -50, and -100 kPa. The results indicated that the soil physical properties measured were unaltered by the soil decompaction treatments. In contrast, there were differences between soil layers, especially between 0.0-0.10 m and 0.10-0.20 m. At the 0.10-0.20 m depth layer, Bd was higher, whereas total porosity and Ka (m = -5 kPa) were lower than the 0.0-0.10 m depth layer. In the treatment PD-E, macroporosity was higher in the 0-0.10 m layer depth compared with the other treatments. The pore continuity indices were not influenced by the treatments. These results suggest that, in the soil studied, the effect of chiseling is limited.

As Terras Pretas de Índio (TPI) apresentam por definição o horizonte A antrópico, de cor escura, com presença de artefatos líticos e/ou cerâmicos oriundos do processo de ocupação humana na Amazônia. As áreas que ocorrem se diferenciam dos solos adjacentes por exibirem e manterem condições químicas do solo adequadas ao crescimento de plantas, mesmo após vários anos de cultivo. Essa pesquisa testa a hipótese que de que as TPI exibem condições físicas do solo adequadas ao crescimento de plantas e, mais adequadas que às encontradas nos solos adjacentes. O objetivo deste estudo foi avaliar as propriedades físicas dos horizontes antrópicos de duas TPI relacionando-as com as propriedades estruturais do solo que podem limitar o crescimento de plantas. Para a realização deste estudo foram amostradas duas áreas com horizonte A antrópico (TPI) e amostras do solo adjacente. A primeira área está localizada na estação experimental da Embrapa Amazônia Ocidental (Campo Experimental do Caldeirão) no município de Iranduba, Estado do Amazonas. O solo adjacente foi classificado como Argissolo Amarelo Tb Distrófico. A segunda área está localizada em uma pequena propriedade agrícola no município de Manacapuru, Estado do Amazonas. O solo adjacente foi classificado como Latossolo Amarelo Tb Distrófico. Para a caracterização das propriedades físicas do solo, coletaram-se 120 amostras de solo indeformadas na profundidade entre 0-0,05 m e oito amostras de solo com o formato de blocos (7,0 x 15 x 22 cm). As amostras coletadas foram utilizadas para determinar a curva de retenção da água no solo, a condutividade hidráulica saturada, a curva de resistência do solo à penetração, a densidade do solo, densidade de partículas, a porosidade total do solo, a estabilidade e a resistência tênsil de agregados e a friabilidade do solo. Além das propriedades físicas, o Intervalo Hídrico Ótimo (IHO) e o índice \"S\" foram utilizados como indicadores da qualidade física do solo. A hipótese da pesquisa foi parcialmente comprovada. Os índices de qualidade do solo constataram que as Terras Pretas de Índio apresentam condições físicas do solo adequadas ao crescimento de plantas, entretanto, as TPI não apresentam propriedades físicas mais adequadas ao crescimento de plantas que os horizontes superficiais adjacentes. / Amazonian Dark Earth (ADE) presents an Anthropic A horizon, with dark color and presence of lithic and ceramics sherds. Those topsoil characteristics resulted from old Indian settlements from the pre-Columbian time in the Amazon Basin. ADE shows differences from the surrounding soils by its very good soil chemical characteristics and that are still in the most sites very fertile and productive after long time of cultivation. In this study we tested the hypothesis that ADE presents good soil physical conditions to plant growth, and more appropriate than the surrounding soil. The objective of this study was to evaluate physical properties of Anthropic horizons of two sites with ADE. The soil physical properties were discussed concerning the potencial impacts on plant growth. The Anthropic horizons from two ADE sites were sampled and also the A horizon from the surrounding soil. The ADE sites sampled were located in the Amazonas State in Brazil, one at the Experimental Research Station of Embrapa Amazônia Ocidental (Campo Experimental do Caldeirão) - Iranduba, the surrounding soil was an Dystric Yellow Acrisol. The another site was located near the city of Manacapuru - AM in a private farm. The adjacent soil in this area was classified as Dystric Yellow Ferralsol. At the depth of 0-0,05 m, 120 soil cores were collected along with eight soil box (7,0 x 15 x 22 cm). At the laboratory, soil samples were analyzed to determine: soil water retention curve, saturated hydraulic conductivity, penetration resistance curve, bulk density, particle density, total porosity, aggregate stability, tensile strength and friability. The Least Limiting Water Range (LLWR) and S indexes were used as soil physical quality indicators. The hypothesis was partially proven. The soil quality indexes indicated that ADE presented appropriate soil physical conditions for plant growth; however, the ADE had no better soil physical quality than the surrounding soil.

A aplicação de biossólidos em solos agrícolas e/ou florestais é uma prática aceitável, tanto como forma de disposição destes materiais, quanto de melhorar as características físicas, químicas e biológicas do solo. No entanto, pouco se sabe dos impactos decorrentes desta utilização e dos seus efeitos sobre a estrutura das comunidades microbianas dos solos e sua capacidade metabólica. Assim, o objetivo deste trabalho foi determinar alterações quanti-qualitativas na diversidade metabólica dos microrganismos do solo após a adição de biossólidos e identificar possíveis indicadores de alteração de qualidade do solo. O delineamento experimental constituiu-se de 4 doses de biossólidos da ETE-Franca, equivalentes à 6, 12, 24 e 48 Mg ha-1, mantendo-se um controle sem adição de biossólido. Foram utilizadas 4 repetições por tratamento, compreendendo 20 sub-parcelas. Estas sub-parcelas foram incubadas por 1, 2, 4, 8 e 16 semanas, perfazendo um total de 120 parcelas. Após o período de incubação, amostras de solo foram coletadas para as determinações de pH, C-biomassa, Respiração Basal (RB), Respiração Induzida pelo Substrato (RIS), Quociente Metabólico (qCO2) e Diversidade Metabólica. Houve um aumento transiente do pH nos tratamentos com as maiores doses de biossólido, em relação ao controle. Após 16 semanas de incubação os solos com biossólidos apresentaram pH mais baixo do que o controle sem biossólido. O C-biomassa apresentou comportamento semelhante, com os valores decrescendo e tendendo a estabilização, em relação ao controle sem biossólido. A atividade metabólica com base na RB, RIS e MHM indicou uma indução transiente no metabolismo da microbiota do solo nos tratamentos com as maiores doses de biossólido, tanto no início quanto no final do período de incubação. Os maiores valores de qCO2 nos solos com as maiores quantidades de biossólidos sugerem a ocorrência de condições estressantes para a microbiota e sucessão de populações microbianas. A utilização de substratos de C pela comunidade microbiana foi substancialmente influenciada pela quantidade de biossólido adicionado ao solo e pelo período de incubação. Os maiores valores de Riqueza de Substratos (S) e Diversidade Metabólica (H) observados nos tratamentos que receberam as maiores quantidades de biossólido, no início do período de incubação, são indicativos de um estímulo da microbiota nativa e da contribuição de novas células microbianas decorrentes da adição do biossólido. As similaridades entre os perfis de utilização de substratos C diminuíram com o aumento da concentração de biossólido no solo, em relação ao controle sem biossólido, e aumentaram em função do período de incubação, sugerindo uma indução transiente na diversidade metabólica do solo em função da aplicação de biossólido da ETE-Franca. Solos que receberam altas doses de biossólidos apresentaram atividades metabólicas não observadas no solo sem biossólidos, no início do período de incubação, e perderam algumas atividades no final do período de incubação, em relação ao controle sem biossólido. No geral, os resultados sugerem que a aplicação de biossólidos da ETE-Franca no solo argiloso utilizado provoca um distúrbio na fisiologia da microbiota do solo e que aplicações sucessivas de altas doses de biossólido podem ocasionar alterações significativas na capacidade metabólica dos solos. / The use of biosolids in agricultural and/or forestry soils has been an acceptable practice to dispose as well as to improve physical, chemical and biological soil properties. However, the impacts of biosolids application on microbial community structures and metabolic diversity in agricultural soils are relatively unknown. The aim of this work was to determine quantitative and qualitative alterations in the metabolic diversity of a clay soil upon treatment with biosolids. A clay soil was amended with the equivalent to 6, 12, 24 and 48 Mg ha-1 of biosolids from the City of Franca (SP) Sewage Treatment Plant. A control without biosolids was also used. Four repetitions per treatment were used, totalizing 20 sub-parcels. Sub-parcels were incubated for 1, 2, 4, 8 and 16 weeks, after incorporating the biosolids, totaling 120 microcosms. After the incubation period, soil samples were collected to determine pH, Basal Respiration (BR), Substrate Induced Respiration (SIR), C-biomass, Metabolic Quotient (qCO2) and Metabolic Diversity. A transient increase in soil pH was observed in the treatments with the higher concentrations of biosolids, compared to the control without biosolids. After 16 weeks of incubation, the pH of soils with biosolids was lower than in the control without biosolids. The C-biomass also showed a transient increase in soils with biosolids at early time points, and did not statistically differ from the control at late time points. Transient increases in metabolic activities, based on BR, SIR and AWCD (Average Well Color Development), were observed in soils with the higher concentrations of biosolids at early time points. Higher values of qCO2 in soils with higher concentrations of biosolids at the earliest and latest time points suggests stressing conditions to the microbial community and alterations in microbial community structure. The utilization of C-substrates by the soil microbial community was greatly affected by the concentration of biosolids added and by the incubation time. Higher values of Substrate Richness (S) and Metabolic Diversity (H) in the soils with the higher concentrations of biosolids at early time points indicate that biosolids stimulate the activity of soil microorganisms and contribute with new activities. The similarities between the C-sources utilization profiles in the soil amended with biosolids and the control were lower in soils with the higher concentrations of biosolids. The similarities of C-source utilization profiles in the soils with biosolids and the control increased during the incubation time. Soils amended with the higher concentrations of biosolids showed metabolic activities not observed in the control soil at the early time points. The ability to use several C-sources was lost at the latest time point. In general, the results suggest that the incorporation of biosolids to the clay soil disturbs soil microbial physiology and that the successive application of biosolids to the soil may significantly alter the soil metabolic activities.

Made available in DSpace on 2017-05-12T14:47:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Joao Fernando _Apel Miguel.pdf: 2365694 bytes, checksum: 7d9d98b6d57859a97870ad98e9d6d788 (MD5) Previous issue date: 2014-08-15 / This trial aimed at determining the S index using a drip irrigated viticulture in a nitossol. Twenty soil samples were collected for chemical analyses at the same familiar farm in Salto do Lontra city, southwestern Paraná. Richards chamber methodology was applied to make the water retention curve. Statistical process control was chosen to check which elements were under statistical control. Only three elements of the chemical properties were within control chart limits: phosphorus, calcium and aluminum. The calculated values of S index were below the critical value of S = 0.035, which means good physical condition of the soil. / O objetivo deste trabalho foi determinar o índice S para um Nitossolo sob viticultura irrigada por gotejamento. Foram coletadas 20 amostras de solo para análises químicas na mesma propriedade agrícola, no município de Salto do Lontra, Sudoeste do Paraná. Foi utilizada a metodologia da câmara de Richards para a confecção da curva de retenção de água no solo. O controle estatístico de processo foi usado para verificar quais elementos químicos estavam sob controle estatístico. Os elementos das propriedades químicas que se apresentaram dentro dos limites dos gráficos de controle foram: fósforo, cálcio e alumínio. Os valores calculados do índice S ficaram abaixo do valor crítico de S = 0,035, o que significa boa condição física do solo.

Orientador: Ely Nahas / Banca: Lucia Helena Sipauba Tavares / Banca: Elcio Liborio Balota / Resumo: A rotação de culturas é um processo de cultivo que pode modernizar e aumentar o rendimento da atividade agropecuária de forma sustentável agregando maior qualidade ao solo. Os objetivos deste estudo foram: (I) avaliar o efeito dos sistemas culturais em plantio direto conduzidos em rotação de culturas e monitorar as alterações das propriedades microbiológicas bioindicadoras da qualidade do solo; (II) investigar as mudanças bioquímicas nos solos decorrentes da adição de diferentes tamanhos de resíduos de soja e milho durante o período de incubação. Foram determinados as biomassas microbianas- C, N e P (CBM, NBM e PBM, respectivamente), a atividade respiratória (C-CO2) e das enzimas desidrogenase, fosfatase e urease, conteúdo do carbono orgânico (Corg), carbono solúvel (Csol), fósforo orgânico (Porg), matéria orgânica (MO), potencial de mineralização do N. O quociente metabólico (qCO2) e microbiano (qMIC) do solo foram calculados. Experimento (I): A avaliação foi realizada em amostras de solo coletadas após a colheita das culturas de verão do ano agrícola 2007/2008, na camada de 0-0,15 m de profundidade em um experimento conduzido sob sistema de semeadura direta, por seis anos. O delineamento experimental foi em blocos casualizados com esquema de faixas com três repetições. As sequências utilizadas foram as monoculturas de soja (Glycine max L.) (SS) e de milho (Zea mays L.) (MM) e a rotação de culturas soja/milho (SM). As culturas de inverno foram milho, girassol (Helianthus anuus L.), nabo forrageiro (Raphanus sativus L.), milheto (Pennisetum americanum (L.) Leeke), guandu (Cajanus cajan (L.) Millsp), sorgo (Sorghum bicolor (L.) Moench) e crotalária (Crotalária juncea L.). O conteúdo da biomassa microbiana-C, N e P do solo aumentou significativamente... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Crop rotation is a practice of growing dissimilar plants that can modernize and increase the farm economy in a sustainable form for adding more quality to the soil. The aims of this study were: (I) evaluate the effect of crop sequences under no-tillage systems on changes in the soil microbiological properties; (II) investigate the biochemistries changes during the incubation of the soil added with different sizes particles of soybean and corn. There were determined the contents of microbial biomass-C, N and P, the production of C-CO2, the activities of the enzymes dehydrogenase, urease and phosphatase, the organic carbon (Corg), soluble carbon (Csol), organic phosphorous (Porg) and organic matter (MO) contents and the potential of mineralization N. The soil metabolic (qCO2) and microbial (qMIC) quotients were calculated. Experiment (I): The evaluation was performed in soil samples collected after the summer crops harvest, on 2007/2008 growing season, at 0-0.15 m soil depth layer on an experiment conducted under no-tillage system through six years. The experimental had a completely randomized block design, in strips plots with three replications. The crop sequences were continuous soybean (Glycine max L.) (SS), continuous corn (Zea mays L.) (MM), and crop rotation soybean/corn (SM). Winter crops were corn, sunflower (Helianthus anuus L.), radish (Raphanus sativus L.), pearl millet (Pennisetum americanum (L.) Leeke), pigeon pea (Cajanus cajan (L.) Millsp), grain sorghum (Sorghum bicolor (L.) Moench) and sunn hemp (Crotalária juncea L.). The content of microbial biomass-C, N and P in the soil increased significantly in crop sequence SM compared to continuous crop. The interactions SM-millet and MMsorghum influenced the content of biomass-C, SM-hemp and SM-millet in the biomass-N content... (Summary complete electronic access click below) / Mestre

O objetivo deste trabalho foi verificar os efeitos de práticas de descompactação em propriedades físicas de um Latossolo Vermelho distrófico, textura argilosa, após dezesseis anos em sistema plantio direto. Os tratamentos, aplicados em maio de 2009, consistiram de: plantio direto (PD), plantio direto com escarificação mecânica feita por subsolagem a 0,25 m (PD-E) e plantio direto com escarificação biológica por meio da cultura do nabo forrageiro (PD-B). O delineamento experimental foi em blocos ao acaso, com quatro repetições, perfazendo 12 unidades experimentais. Dezoito meses após a aplicação dos tratamentos, foram coletadas amostras indeformadas de solo em cada unidade experimental, em cinco profundidades: 0,0-0,10; 0,10-0,20; 0,20-0,30; 0,30-0,40 e 0,40-0,50 m. Foram avaliados as propriedades físicas porosidade, densidade do solo (Ds), permeabilidade ao ar (Ka) e índices de continuidade de poros.. A Ka foi medida através de um permeâmetro de carga constante de ar em nove potenciais mátricos (m): -0,5; -1; -2; -3; -5; -7; -10; -50 e -100 kPa. Os resultados indicaram que as propriedades físicas do solo avaliadas não foram alteradas pelos tratamentos de descompactação do solo. Por outro lado, houve diferenças entre camadas de solo, principalmente entre 0,0-0,10 m e 0,10-0,20 m. Na camada de 0,10-0,20 m, a Ds foi maior e a porosidade total e Ka (m = -5 kPa) foram menores do que na camada de 0,0-0,10 m. No tratamento PD-E verificou-se que a macroporosidade foi maior na camada de 0-0,10 m comparado com os outros tratamentos. Os índices de continuidade de poros K1 e N não foram influenciados pelos tratamentos. Os resultados sugerem que, no solo estudado, o efeito da escarificação é de limitada persistência. / This study aimed to evaluate the effects of decompaction practices on physical properties of Typic Hapludox, clayey texture, after 16 years under no-tillage. The treatments, applied in May 2009, consisted of the following: no-tillage (PD), no-tillage mechanically chiseled at 0.25 m depth (PD-E), and no-tillage biologically loosened with radish crop (PD-B). The experiment was randomized block design, with four replicates, totaling 12 experimental units. Eighteen months after the treatment application, undisturbed soil samples were collected from each experimental unit at five depths: 0.0-0.10; 0.10-0.20; 0.20-0.30; 0.30-0.40; and 0.40-0.50 m. We assessed the following soil physical properties: porosity, bulk density (Bd), air permeability (Ka) and pore continuity indices. Ka was measured using a constant head air permeameter in nine soil matric potentials (m): -0.5, -1, -2, -3, -5, -7, -10, -50, and -100 kPa. The results indicated that the soil physical properties measured were unaltered by the soil decompaction treatments. In contrast, there were differences between soil layers, especially between 0.0-0.10 m and 0.10-0.20 m. At the 0.10-0.20 m depth layer, Bd was higher, whereas total porosity and Ka (m = -5 kPa) were lower than the 0.0-0.10 m depth layer. In the treatment PD-E, macroporosity was higher in the 0-0.10 m layer depth compared with the other treatments. The pore continuity indices were not influenced by the treatments. These results suggest that, in the soil studied, the effect of chiseling is limited.

A aplicação de biossólidos em solos agrícolas e/ou florestais é uma prática aceitável, tanto como forma de disposição destes materiais, quanto de melhorar as características físicas, químicas e biológicas do solo. No entanto, pouco se sabe dos impactos decorrentes desta utilização e dos seus efeitos sobre a estrutura das comunidades microbianas dos solos e sua capacidade metabólica. Assim, o objetivo deste trabalho foi determinar alterações quanti-qualitativas na diversidade metabólica dos microrganismos do solo após a adição de biossólidos e identificar possíveis indicadores de alteração de qualidade do solo. O delineamento experimental constituiu-se de 4 doses de biossólidos da ETE-Franca, equivalentes à 6, 12, 24 e 48 Mg ha-1, mantendo-se um controle sem adição de biossólido. Foram utilizadas 4 repetições por tratamento, compreendendo 20 sub-parcelas. Estas sub-parcelas foram incubadas por 1, 2, 4, 8 e 16 semanas, perfazendo um total de 120 parcelas. Após o período de incubação, amostras de solo foram coletadas para as determinações de pH, C-biomassa, Respiração Basal (RB), Respiração Induzida pelo Substrato (RIS), Quociente Metabólico (qCO2) e Diversidade Metabólica. Houve um aumento transiente do pH nos tratamentos com as maiores doses de biossólido, em relação ao controle. Após 16 semanas de incubação os solos com biossólidos apresentaram pH mais baixo do que o controle sem biossólido. O C-biomassa apresentou comportamento semelhante, com os valores decrescendo e tendendo a estabilização, em relação ao controle sem biossólido. A atividade metabólica com base na RB, RIS e MHM indicou uma indução transiente no metabolismo da microbiota do solo nos tratamentos com as maiores doses de biossólido, tanto no início quanto no final do período de incubação. Os maiores valores de qCO2 nos solos com as maiores quantidades de biossólidos sugerem a ocorrência de condições estressantes para a microbiota e sucessão de populações microbianas. A utilização de substratos de C pela comunidade microbiana foi substancialmente influenciada pela quantidade de biossólido adicionado ao solo e pelo período de incubação. Os maiores valores de Riqueza de Substratos (S) e Diversidade Metabólica (H) observados nos tratamentos que receberam as maiores quantidades de biossólido, no início do período de incubação, são indicativos de um estímulo da microbiota nativa e da contribuição de novas células microbianas decorrentes da adição do biossólido. As similaridades entre os perfis de utilização de substratos C diminuíram com o aumento da concentração de biossólido no solo, em relação ao controle sem biossólido, e aumentaram em função do período de incubação, sugerindo uma indução transiente na diversidade metabólica do solo em função da aplicação de biossólido da ETE-Franca. Solos que receberam altas doses de biossólidos apresentaram atividades metabólicas não observadas no solo sem biossólidos, no início do período de incubação, e perderam algumas atividades no final do período de incubação, em relação ao controle sem biossólido. No geral, os resultados sugerem que a aplicação de biossólidos da ETE-Franca no solo argiloso utilizado provoca um distúrbio na fisiologia da microbiota do solo e que aplicações sucessivas de altas doses de biossólido podem ocasionar alterações significativas na capacidade metabólica dos solos. / The use of biosolids in agricultural and/or forestry soils has been an acceptable practice to dispose as well as to improve physical, chemical and biological soil properties. However, the impacts of biosolids application on microbial community structures and metabolic diversity in agricultural soils are relatively unknown. The aim of this work was to determine quantitative and qualitative alterations in the metabolic diversity of a clay soil upon treatment with biosolids. A clay soil was amended with the equivalent to 6, 12, 24 and 48 Mg ha-1 of biosolids from the City of Franca (SP) Sewage Treatment Plant. A control without biosolids was also used. Four repetitions per treatment were used, totalizing 20 sub-parcels. Sub-parcels were incubated for 1, 2, 4, 8 and 16 weeks, after incorporating the biosolids, totaling 120 microcosms. After the incubation period, soil samples were collected to determine pH, Basal Respiration (BR), Substrate Induced Respiration (SIR), C-biomass, Metabolic Quotient (qCO2) and Metabolic Diversity. A transient increase in soil pH was observed in the treatments with the higher concentrations of biosolids, compared to the control without biosolids. After 16 weeks of incubation, the pH of soils with biosolids was lower than in the control without biosolids. The C-biomass also showed a transient increase in soils with biosolids at early time points, and did not statistically differ from the control at late time points. Transient increases in metabolic activities, based on BR, SIR and AWCD (Average Well Color Development), were observed in soils with the higher concentrations of biosolids at early time points. Higher values of qCO2 in soils with higher concentrations of biosolids at the earliest and latest time points suggests stressing conditions to the microbial community and alterations in microbial community structure. The utilization of C-substrates by the soil microbial community was greatly affected by the concentration of biosolids added and by the incubation time. Higher values of Substrate Richness (S) and Metabolic Diversity (H) in the soils with the higher concentrations of biosolids at early time points indicate that biosolids stimulate the activity of soil microorganisms and contribute with new activities. The similarities between the C-sources utilization profiles in the soil amended with biosolids and the control were lower in soils with the higher concentrations of biosolids. The similarities of C-source utilization profiles in the soils with biosolids and the control increased during the incubation time. Soils amended with the higher concentrations of biosolids showed metabolic activities not observed in the control soil at the early time points. The ability to use several C-sources was lost at the latest time point. In general, the results suggest that the incorporation of biosolids to the clay soil disturbs soil microbial physiology and that the successive application of biosolids to the soil may significantly alter the soil metabolic activities.

A Floresta Atlântica que originalmente formava uma área contínua com mais de 150 milhões de hectares sofre constante degradação. Atualmente somente cerca de 7-8% dessa cobertura vegetal ainda existe, em sua maioria, na forma de fragmentos florestais secundários. A Estação Ecológica de Caetetus possui um dos mais significativos remanescentes da Floresta Estacional Semidecidual que revestia quase todo o interior do estado de São Paulo, parte de Minas Gerais, Mato Grosso do Sul, Paraguai e Argentina. Para compreender as relações entre vegetação nativa e os solos são necessários estudos detalhados que inclui o funcionamento físico-hídrico do solo, assim, as propriedades físicas que possuem grande influência nas relações químicas e biológicas, desempenham papel central nos estudos da dinâmica dos processos do solo. O objetivo desse trabalho foi obter parâmetros quantitativos da estrutura do solo pela análise multifractal e comparar valores de qualidade física de áreas naturais com valores de referência de índices de qualidade física do solo encontrados na literatura, fornecendo dados que podem ser utilizados na avaliação da qualidade do solo em outros tipos de uso. Foi utilizado um banco de dados físico-hídrico e de imagens micromorfológicas de solos sob Floresta Estacional Semidecidual da parcela permanente da Estação Ecológica Caetetus, (Gália - SP, Brasil). Foram analisados três índices, índice S, capacidade de aeração relativa (ACt/Pt) e capacidade de campo relativa (CC/Pt). Os horizontes analisados apresentaram diferentes formas e simetrias pela análise multifractal indicando diferenças na distribuição de poros, com diferença significativa entre os parâmetros de forma f(?)razão, ?razão e ?? (p < 0.05). Os valores de S encontrados foram superiores ao limite proposto de qualidade física do solo (0,035). Os horizontes A e E apresentaram os valores mais altos, pois sua textura arenosa proporciona maiores valores de n. Os horizontes B apresentaram os valores mais baixos, pois seu adensamento natural reflete em valores menores de n. Os valores encontrados para os índices de qualidade do solo ACt/Pt e CC/Pt foram inferiores e superiores aos valores considerados ideais. Os resultados encontrados sugerem a reavaliação dos níveis limites considerados ideias da literatura para a avaliação da qualidade física do solo em regiões tropicais. Por meio da quantificação e integração das propriedades espaciais do sistema poroso do solo, a análise multifractal pode melhorar os sistemas de classificação da estrutura do solo e gerar parâmetros que, incorporados em funções de pedotransferência, agregam o parâmetro estrutura nas predições. / The Atlantic Forest originally covered around 150 million hectares undergoes constant degradation. Nowadays, only 7-8% of the original forest still remains, mostly as secondgrowth forests. The Caetetus Ecological Station has one of the most significant areas of Semideciduous Forest which covered almost all the interior of São Paulo State, part of Minas Gerais, Mato Grosso do Sul, Paraguay and Argentina. To understand the relationship between original vegetation and soil detailed studies are necessary which includes the hydro-physical soil function allowing to characterize the soil behavior. Thus, physical properties have strong influence in the chemical and biological relations and play a central role in studies of soils processes dynamics. The objective of this research was to obtain quantitative parameters of soil structure by multifractal analysis using hydro-physical database and soil micromorphology images of soils under Semi-deciduous Forest in a permanent plot of Caetetus Ecological Station (Gália - SP, Brazil) and compare soil physics quality values with of soil physical quality values founded in the literature, providing data to evaluate soil quality in areas with different soil uses. Three soil quality indexes were used, S index, relative air capacity (ACt/Pt) and relative field capacity (FC/Pt). The soils horizons showed different shapes and symmetries by multifractal analysis indicating differences of pores distribution, the parameters of multifractal shape f(?)ratio, ?ratio and ?? (p < 0.05) showed significant differences. The S values founded were higher and lower than the limit of soil physical quality proposed (0,035). The A and E horizon showed the highest values because its sandy texture allow high n values. The B horizons showed the lowest values, because its natural densificaition decreases the n values. The values founded for ACt/Pt and CC/Pt were higher and lower than the ideal limits. The results founded suggest a reevaluation of the ideal soil physical quality limits for tropical regions. Trough the quantification and integration of soil space properties, the multifractal analysis can improve structure classification systems and create a structure parameter that can be added in pedotransfer functions.