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Atividade de fosfatases em gramíneas forrageiras em resposta à disponibilidade de fósforo no solo e à altura de corte das plantas
(Revista Brasileira de Ciência do Solo, 2008-07) Novais, Roberto Ferreira; Nunes, Flancer Novais; Cantarutti, Reinaldo Bertola; Silva, Ivo Ribeiro da; Tótola, Marcos Rogério; Ribeiro, Bruno Neves
A eficiência de utilização de um nutriente, expressa pela relação entre a biomassa produzida e a quantidade absorvida, é uma importante característica adaptativa das plantas, particularmente daquelas cultivadas em solos com baixa disponibilidade desse nutriente. Maior eficiência de utilização de P (EUP) é conferida pela maior taxa de remobilização de P, que consiste na translocação desse nutriente para regiões de maior demanda metabólica na planta. Maiores taxas de remobilização têm sido associadas a maiores atividades das enzimas: fosfatase ácida (APase) e ribonuclease (RNase). Neste trabalho, avaliou-se a atividade dessas enzimas em plantas de Brachiaria decumbens, pouco exigente, e de Panicum maximum cv. Tanzânia, mais exigente em P, cultivadas em solos que receberam diferentes doses desse nutriente e submetidas a diferentes alturas de corte. O ensaio foi realizado em casa de vegetação, utilizando amostra do horizonte B de um Latossolo Vermelho-Amarelo argiloso. Os tratamentos resultaram da combinação fatorial das duas gramíneas, das doses de 100, 200 e 500 mg dm^-3 de P e das três alturas de corte: sem corte e corte a 15 e 30 cm a partir da superfície do solo para Brachiaria; e sem corte e corte a 20 e 40 cm para Panicum. As unidades experimentais consistiram de vasos com 10 dm^3 de solo, com 10 plantas. Os resultados indicaram que não houve diferença significativa na produção de biomassa das duas gramíneas, mas a adição de P propiciou maior produção e maior teor desse nutriente na parte aérea de ambas. As plantas submetidas a cortes mais severos apresentaram menor produção e maiores teores de P na parte aérea. Ocorreu efeito negativo das doses de P na atividade da APase e da RNase nas duas forrageiras. As plantas cultivadas com a menor dose de P apresentaram maior atividade dessas enzimas e maior EUP. A atividade de ambas as fosfatases decresceu com a idade das plantas. No tratamento com o corte mais intenso, independentemente da dose de P, tanto Brachiaria quanto Panicum apresentaram menor EUP. Isso ocorreu associado à maior atividade das enzimas APase e RNase, indicando que outros mecanismos relacionados com a adaptação das plantas a baixas disponibilidades de P podem estar envolvidos.
Biomarcadores derivados de planta e de microrganismos em solos de tabuleiros costeiros cultivados com eucalipto e acácia
(Ciência Florestal, 2012-10) Pegoraro, Rodinei Facco; Silva, Ivo Ribeiro da; Novais, Roberto Ferreira de; Barros, Nairam Felix de; Fonseca, Sebastião
Alterações no sistema de manejo pelo cultivo de diferentes povoamentos florestais e a utilização de rotação de culturas podem levar a alterações na qualidade da matéria orgânica do solo (MOS) e deposição de resíduos vegetais. O presente estudo avaliou o estádio de decomposição e a contribuição de compostos de origem vegetal e microbiana para a MOS por meio de biomarcadores, tais como: fenóis derivados de lignina, carboidratos e aminoaçúcares em monocultivos do Eucalyptus urograndis (clone do Eucalyptus urophylla S. T. Blake x Eucalyptus grandis W. Hill ex Spreng) de ciclo curto (sete anos), sistemas de cultivo de rotação de acácia (Acacia mangium Willd.) após monocultivo de eucalipto, monocultivo de eucalipto de ciclo longo (24 anos) e mata nativa (Mata Atlântica) como condição original de solo do litoral Norte do Espírito do Santo. Para tanto, foram estimados nas amostras de solo e serapilheira os teores de C orgânico total (COT), N total (NT), teores de fenóis derivados de lignina (VSC), carboidratos e aminoaçúcares derivados da atividade microbiana no solo e, as relações ácidos e aldeídos dos grupamentos vanilil ((Ac/Al)Vanilil) e siringil ((Ac/Al)Siringil) da lignina, relação hexoses/pentoses (H/P) dos carboidratos e, relações glucosamina/ácido murâmico (Gluc/Mur.) e glucosamina/galactosamina (Gluc/Gal) dos aminoaçúcares. Os resultados indicaram que na serapilheira do monocultivo de eucalipto de ciclo curto houve maior deposição da matéria seca, teor de lignina (VSC) e carboidratos, relação C/N e VSC/N; Semelhante proporção de resíduos grossos, resíduos finos e teor de C e, menor teor de N, comparado àquela sob rotação de acácia. No solo, o cultivo de acácia aumentou os teores de C, N e carboidratos, aumentou a relação ácido/aldeído do grupamento vanilil da lignina e a relação glucosamina/ácido murâmico dos aminoaçúcares derivados da atividade microbiana. O aumento do tempo de cultivo do eucalipto (24 anos) incrementou o teor de C e reduziu a relação VSC/N na MOS em comparação ao monocultivo de eucalipto de ciclo curto, e apresentou teor de C e N inferiores àqueles observados no solo de acácia e mata nativa. A menor relação ácidos/ aldeídos (Ac/Al) dos fenóis derivados de lignina no solo cultivado com eucalipto (de curto e longo ciclo) indica que a MOS encontra-se em estádio menos avançado de decomposição do que no solo cultivado com acácia, e naquele de mata nativa. Nos solos de acácia, seguido por aquele de eucalipto, a maior relação glucosamina/ácido murâmico sugere maior participação de fungos na comunidade microbiana, enquanto nas áreas de mata nativa e eucalipto de ciclo longo há mais abundância de compostos derivados de bactérias. Neste sentido, observou-se a recuperação na qualidade do solo cultivado com eucalipto de ciclo longo e rotacionado com acácia em relação ao monocultivo de eucalipto de ciclo curto.
Calcium oxalate crystals in eucalypt ectomycorrhizae: morphochemical characterization
(Plos One, 2013-07) Pylro, Victor Satler; Freitas, André Luiz Moreira de; Otoni, Wagner Campos; Silva, Ivo Ribeiro da; Borges, Arnaldo Chaer; Costa, Maurício Dutra
Ectomycorrhizal fungi are ubiquitous in forest ecosystems, benefitting plants principally by increasing the uptake of water and nutrients such as calcium from the soil. Previous work has demonstrated accumulation of crystallites in eucalypt ectomycorrhizas, but detailed morphological and chemical characterization of these crystals has not been performed. In this work, cross sections of acetic acid-treated and cleared ectomycorrhizal fragments were visualized by polarized light microscopy to evaluate the location of crystals within cortical root cells. Ectomycorrhizal sections were also observed by scanning electron microscopy (SEM) coupled with energy dispersive x-ray (EDS) microprobe analysis. The predominant forms of crystals were crystal sand (granules) and concretions. Calcium, carbon and oxygen were detected by EDS as constituent elements and similar elemental profiles were observed between both crystal morphologies. All analyzed crystalline structures were characterized as calcium oxalate crystals. This is the first report of the stoichiometry and morphology of crystals occurring in eucalypt ectomycorrhizas in tropical soils. The data corroborates the role of ectomycorrhizae in the uptake and accumulation of calcium in the form of calcium oxalate crystals in hybrid eucalypt plants.
Calcium oxalate erystals in eucalypt ectomycorrhizae: Morphochemical characterization
(Plos One, 2013-07-02) Pylro, Victor Satler; Freitas, André Luiz Moreira de; Otoni, Wagner Campos; Silva, Ivo Ribeiro da; Borges, Arnaldo Chaer; Costa, Maurı́cio Dutra
Ectomycorrhizal fungi are ubiquitous in forest ecosystems, benefitting plants principally by increasing the uptake of water and nutrients such as calcium from the soil. Previous work has demonstrated accumulation of crystallites in eucalypt ectomycorrhizas, but detailed morphological and chemical characterization of these crystals has not been performed. In this work, cross sections of acetic acid-treated and cleared ectomycorrhizal fragments were visualized by polarized light microscopy to evaluate the location of crystals within cortical root cells. Ectomycorrhizal sections were also observed by scanning electron microscopy (SEM) coupled with energy dispersive x-ray (EDS) microprobe analysis. The predominant forms of crystals were crystal sand (granules) and concretions. Calcium, carbon and oxygen were detected by EDS as constituent elements and similar elemental profiles were observed between both crystal morphologies. All analyzed crystalline structures were characterized as calcium oxalate crystals. This is the first report of the stoichiometry and morphology of crystals occurring in eucalypt ectomycorrhizas in tropical soils. The data corroborates the role of ectomycorrhizae in the uptake and accumulation of calcium in the form of calcium oxalate crystals in hybrid eucalypt plants.
Características fisiológicas e crescimento de clones de eucalipto em resposta ao boro
(Revista Árvore, 2009-06-23) Mattiello, Edson Marcio; Ruiz, Hugo Alberto; Silva, Ivo Ribeiro da; Guerra, Patrícia de Carvalho; Andrade, Vinícius Molica de
A exigência para boro (B) varia largamente entre e dentro das espécies vegetais. Objetivando avaliar a resposta de clones de eucalipto ao B em solução nutritiva foi realizado ensaio em casa de vegetação com oito clones. As plantas cresceram em soluções nutritivas com 0, 10, 20, 50 e 100 µmol/L de B, durante 70 dias. Na finalização do ensaio determinaram-se características fisiológicas, produção de matéria seca e teores de B no tecido vegetal. Houve resposta diferenciada dos clones à concentração de B na solução nutritiva, com máxima produção de matéria seca entre 28 e 69 µmol/L de B. Em baixas concentrações de B, pôde-se observar sintomas visuais de deficiência e, em altas concentrações, não foram observados sintomas de toxidez, porém houve redução na produção de matéria seca. A resposta do eucalipto ao B na solução nutritiva depende do clone, havendo diferenças entre eles na tolerância à deficiência e toxidez e na eficiência de utilização de B. Os clones 68 e 129 apresentaram as mais elevadas taxas de fotossíntese. O clone 3487 foi o mais responsivo ao B. Os clones 3487, 3336 e 68 foram mais sensíveis à deficiência e os clones 3281 e 1270 os mais tolerantes à deficiência. O clone 2486 foi o mais sensível à toxidez e o clone 3281 o mais tolerante. Os clones 3487, 2486 e 129 foram mais eficientes na utilização de B.
Características químicas do solo em diferentes distâncias do tronco de eucalipto e em diferentes profundidades
(Revista Árvore, 2009-06-23) Barros, Nairam Félix de; Faria, Geraldo Erli de; Novais, Roberto Ferreira de; Silva, Ivo Ribeiro da
O conhecimento das variações espaciais verificadas em plantações de eucalipto é importante para o estabelecimento de critérios de amostragem de solo e recomendação de fertilizantes. Este trabalho, desenvolvido na região litorânea do Espírito Santo, teve por objetivo determinar a variação de características químicas do solo em diferentes distâncias do tronco de eucalipto de povoamentos com 31, 54 e 84 meses de idade. Amostras de solo foram coletadas ao redor do tronco da árvore de DAP (diâmetro a 1,30 m de altura) médio e nas distâncias de 30, 60, 90, 120 e 150 cm, na direção da linha de plantio e da entrelinha, nas camadas de 0-10, 10-20 e 20-40 cm de profundidade, em cada parcela, num total de seis por povoamento. Nessas amostras foram analisados: pH em água (1:2,5), P e K disponíveis (Mehlich-1), Al, Ca e Mg trocáveis (KCl 1 mol L^-1). Os resultados indicaram variações nas características químicas do solo com a distância do tronco de eucalipto. Os teores de P, K, Ca^2+ e Al^3+ diminuíram com a distância desse tronco nas três idades avaliadas, e os valores de pH aumentam com a distância do eucalipto aos 31 e 84 meses, assim como os teores de Mg^2+ em relação ao eucalipto com 31 meses, na direção da linha e da entrelinha. As características químicas do solo obtidas na linha e entrelinha do eucalipto aos 84 meses foram mais semelhantes, exceto Ca^2+. Maiores valores de pH, P, K, Ca^2+ e Mg^2+ ocorreram na camada superficial.
Competitive sorption and desorption of phosphate and citrate in clayey and sandy loam soils
(Revista Brasileira de Ciência do Solo, 2014-05-06) Souza, Matheus Fonseca de; Soares, Emanuelle Mercês Barros; Silva, Ivo Ribeiro da; Novais, Roberto Ferreira; Silva, Mailson Félix de Oliveira
The increase of organic acids in soils can reduce phosphorus sorption. The objective of the study was to evaluate the competitive sorption of P and citrate in clayey and sandy loam soils, using a stirred-flow system. Three experiments were performed with soil samples (0-20 cm layer) of clayey (RYL-cl) and sandy loam (RYL-sl) Red Yellow Latosols (Oxisols). In the first study, the treatments were arranged in a 2 × 5 factorial design, with two soil types and five combinations of phosphorus and citrate application (only P; P + citrate; and citrate applied 7, 22, 52 min before P); in the second, the treatments were arranged in a 2 × 2 factorial design, corresponding to two soils and two forms of P and citrate application (only citrate and citrate + P); and in the third study, the treatments in a 2 × 2 × 6 factorial design consisted of two soils, two extractors (citrate and water) and six incubation times. In the RYL-cl and RYL-sl, P sorption was highest (44 and 25 % of P application, respectively), in the absence of citrate application. Under citrate application, P sorption was reduced in all treatments. The combined application of citrate and P reduced P sorption to 25.8 % of the initially applied P in RYL-cl and to 16.7 % in RYL-sl, in comparison to P without citrate. Citrate sorption in RYL-cl and RYL-sl was highest in the absence of P application, corresponding to 32.0 and 30.2 % of the citrate applied, respectively. With P application, citrate sorption was reduced to 26.4 and 19.7 % of the initially applied citrate in RYL-cl and RYL-sl, respectively. Phosphorus desorption was greater when citrate was used. Phosphorus desorption with citrate and water was higher in the beginning (until 24 h of incubation of P) in RYL-cl and RYL-sl, indicating a rapid initial phase, followed by a slow release phase. This suggests that according to the contact time of P with the soil colloids, the previously adsorbed P can be released to the soil solution in the presence of competing ligands such as citrate. In conclusion, a soil management with continuous input of organic acids is desirable, in view of their potential to compete for P sorption sites, especially in rather weathered soils.
Crescimento de soja em solos em resposta a doses de Boro, calagem e textura do solo
(Ciência e Agrotecnologia, 2008-07) Pegoraro, Rodinei Facco; Santos Neto, José Augusto dos; Silva, Ivo Ribeiro da; Fontes, Renildes Lúcio Ferreira; Faria, Arlindo Ferreira de; Moreira, Frederico Fonseca
Neste trabalho, objetivou-se quantificar a produção de matéria seca e os conteúdos de B, Ca e Mg na cultura da soja cultivada em solos com diferentes texturas que receberam doses crescentes de B e calagem, e correlacionar o conteúdo de B absorvido pela planta com o teor de B recuperado com água e CaCl2 ferventes sob influência de doses de boro e a calagem aplicadas em três solos distintos. O experimento foi conduzido em casa de vegetação em esquema fatorial 3 x 2 x 6, consistindo de três solos: textura arenosa (RQ), textura média (LVA1) e textura argilosa (LVA2), com e sem calagem, e seis doses de B (0; 1,5; 3; 6; 9 e 15 mg dm-3), em blocos casualizados com três repetições. Determinou-se o teor de B no solo extraível com água e CaCl2 ferventes após 45 dias da adição das doses de B aos solos, massa de matéria seca da parte aérea e os teores de B, Ca e Mg na soja. Os teores de B recuperado, tanto pela água fervente, quanto pelo CaCl2 fervente foram semelhantes nos três solos estudados e, apresentaram altas correlações com o conteúdo de B e o peso de matéria seca. As doses de B adicionadas aumentaram a sua absorção pelas plantas, mas causaram redução na produção de matéria seca da parte aérea nos solos RQ (textura arenosa), LVA1 (textura média) e o LVA2 (textura argilosa) com calagem, neste último solo, o efeito é minimizado na presença de maior teor de argila.
Decomposição de fontes orgânicas e mineralização de formas de nitrogênio e fósforo
(Revista Ceres, 2010-12) Chacón, Eddi Alejandro Vanega; Mendonça, Eduardo de Sá; Silva, Rubens Ribeiro da; Lima, Paulo César de; Silva, Ivo Ribeiro da; Cantarutti, Reinaldo Bertola
Diferentes resíduos in natura (farinhas, tortas e vinhaças) e compostos (lixo domiciliar e lodo de esgoto) foram avaliados quanto à decomposição e mineralização de formas orgânicas de N e P, quando incorporados a um Latossolo Vermelho-Amarelo, em condições de ambiente controlado. A decomposição foi determinada em experimento de respirometria e a mineralização, por incubação. Para um período de incubação de 30 dias, os resíduos in natura apresentaram maior evolução acumulada de C-CO2 em comparação aos resíduos na forma compostada. No período de incubação de 60 dias, os compostos de lodo de esgoto (4.500 mg kg-1) e lixo domiciliar (2.000 mg kg-1) mineralizaram N, em contraste com a farinha de carne e osso (385 mg kg-1) e a torta de filtro (281 mg kg-1), que imobilizaram N. A relação C/N e o teor inicial de N nos resíduos não explicaram o seu processo de mineralização. Isso sugeriu que a natureza do resíduo e características como formas de C facilmente biodegradáveis, teores e capacidade dos polifenóis totais solúveis em complexar proteína e, estoques de N nas formas fúlvica e húmica da matéria orgânica interferiram na mineralização de N. Para um período de incubação de 45 dias, a mineralização do P correlacionou-se positivamente com o teor inicial de P orgânico (r = 0,99**) e negativamente com a relação C/P (r = - 0,88**) dos resíduos. A farinha de carne e osso apresentou maior mineralização de P (1.144 mg kg-1) em relação aos outros resíduos.
Decomposição de resíduos de culturas e mineralização de nutrientes em solo com diferentes texturas
(Revista Brasileira de Ciência do Solo, 2015-07-20) Maluf, Henrique José Guimarães Moreira; Soares, Emanuelle Mercês Barros; Silva, Ivo Ribeiro da; Neves, Júlio César Lima; Silva, Lucas de Oliveira Guimarães
A sustentabilidade dos sistemas conservacionistas de produção agrícola está intimamente ligada ao retorno dos nutrientes ao solo, por meio da decomposição dos resíduos vegetais. O objetivo deste estudo foi avaliar a decomposição de resíduos culturais e a mineralização de nutrientes em solos com diferentes texturas ao longo de 175 dias de incubação. Os tratamentos consistiram em fatorial 6 x 4 x 5, inicialmente composto por seis tratamentos, sendo quatro resíduos culturais: milho, braquiária, feijão, estilosantes e dois controles, ambos sem resíduo e um com adição de fontes inorgânicas dos nutrientes; quatro diferentes texturas formadas a partir de um mesmo solo e cinco tempos de avaliação após o início da incubação: 0, 25, 75, 125 e 175 dias. Utilizou-se delineamento inteiramente casualizado, com quatro repetições. Ao longo do experimento, avaliaram-se a liberação de C-CO2, taxa de decomposição e cinética de mineralização do N, P, K, Ca, Mg, S, Zn e Cu dos resíduos. A textura do solo não influenciou a liberação de C-CO2, a massa seca remanescente e a mineralização dos nutrientes dos resíduos culturais. Os resíduos de estilosantes e de braquiária apresentaram maior liberação de C-CO2 e redução de massa seca que os demais resíduos. A mineralização do N, P e S ocorreu de forma inversa às relações C/N, C/P e C/S. A decomposição dos resíduos culturais foi regulada pelos teores de N e extrativos solúveis em água; e a mineralização de macronutrientes, pelos seus respectivos conteúdos iniciais nos resíduos.
Decreased mineral availability enhances rock phosphate solubilization efficiency in Aspergillus niger
(Annals of Microbiology, 2014-05-30) Oliveira, Samantha Caixeta de; Mendes, Gilberto de Oliveira; Silva, Ubiana Cássia da; Silva, Ivo Ribeiro da; Ribeiro Júnior, José Ivo; Costa, Maurício Dutra
Microbial solubilization of rock phosphate (RP) is mainly achieved by the production of organic acids and medium acidification through H+ release. During RP solubilization, mineral nutrient availability is likely to be critical for determining how much carbon is channeled either for metabolite synthesis or for microbial growth, influencing organic acid release by microorganisms. Thus, the objective of this work was to study the relationships between the concentration of mineral nutrients in the growth medium and the efficiency of RP solubilization by Aspergillus niger FS1. For this, the fungus was grown in Czapek medium containing 0, 1, 2, 10, 50, and 100 % of its original concentration of mineral nutrients. Decreasing mineral availability in the growth medium led to decreases in fungal biomass and solubilized P, and increases in titratable acidity and solubilization efficiency as expressed by mg solubilized P per g fungal biomass (YP/B), indicating a shift in fungal metabolism from biomass production to organic acid release. The transfer of pre-grown biomass to media with or without added minerals confirmed that lower mineral availability increases YP/B and led to the solubilization of 76 % of P present in Patos RP. These observations open new perspectives on improving RP solubilization systems by manipulating mineral nutrient availability in the medium, with consequent gains in cost reduction.
Different N-fertilization sources affecting the native soil organic matter mineralization on Technosols under iron ore tailing
(Revista Brasileira de Ciência do Solo, 2020-10-07) Oliveira, Paula Afonso de; Assis, Igor Rodrigues de; Dias, Luiz Eduardo; Silva, Ivo Ribeiro da; Barbosa, Gustavo Magalhães Nunes; Teixeira, Rafael da Silva; Campos, Rafaella
Accidents related to the rupture of iron ore tailings dams have dramatically impacted on the Brazilian natural ecosystem. So, the development of strategies to recover soil organic matter levels and build-up Technosols are required. This study aimed to evaluate the effect of N-mineral and -organic fertilization and the rhizospheric effect on soil organic matter mineralization from Technosols built under iron ore tailings. The experiment was carried out in a greenhouse; we used a factorial scheme 2 × 2 × 3: without and with the plant Crotalaria juncea; without and with mineral fertilization; and three different organic fertilization (without organic fertilization, sewage sludge, and household waste composting), with four randomized blocks. The experimental units were PVC columns installed with a top layer of iron ore tailing from a dam, where gases were sampled to determine the CO 2 -C, CH 4 -C concentrations, and CO 2 -δ 13 C. The organic fertilization promoted a positive priming effect of 184 %. However, with mineral fertilization, no effect was observed in soil derived-CO 2 -C accumulated and priming effect. Similarly to non-planted soil, the planted soils with mineral and organic fertilization promoted a steady reduction in soil derived-CO 2 -C accumulated and rhizosphere priming effect. The soil with mineral fertilization improved in 5.52 and 0.45 g per column the shoot and root dry matter of Crotalaria when compared to the soil without mineral fertilization. In summary, the organic fertilization in Technosols built over iron ore tailings dams during revegetation was not enough to ensure the plant development and preservation of soil organic matter. However, the combination of mineral and organic fertilization promoted negative rhizosphere priming effect and a significant increase in plant biomass.
Differential behavior of young eucalyptus clones in response to nitrogen supply
(Revista Brasileira de Ciência do Solo, 2015-02-03) Novais, Roberto Ferreira; Ferreira, Eric Victor de Oliveira; Pereira, Greice Leal; Barros, Nairam Félix de; Silva, Ivo Ribeiro da
Eucalyptus requires large amounts of nitrogen (N); however, it responds in diverse manners to the application of this nutrient. The aim of this study was to evaluate the differential performance in growth, mineral nutrition, and gas exchanges of N-fertilized Eucalyptus clones. The treatments consisted of two Eucalyptus clones (VM-01 and I-144) and six N application rates (0, 0.74, 2.93, 4.39, 5.85, and 8 mmol L^-1 NH4NO3) arranged in a randomized complete block design with five replications. VM-01 had greater plant height and greater height/collar diameter ratio, as well as higher leaf concentrations of all macronutrients and of Cu, Fe, Mo, and Zn. In terms of total and root dry matter production, root/shoot ratio, and collar diameter, as well as stomatal conductance and transpiration, I-144 performed better. The performance of the clones was clearly differentiated, and the growth of I-144, despite lower leaf N concentration, was in general better than VM-01.
Dinâmica da matéria orgânica de um neossolo quartzarênico de cerrado convertido para cultivo em sucessão de soja e milheto
(Revista Brasileira de Ciência do Solo, 2013-05-29) Caetano, Jeander Oliveira; Benites, Vinícius de Melo; Silva, Gilson Pereira; Silva, Ivo Ribeiro da; Assis, Renato Lara de; Cargnelutti Filho, Alberto
O uso e o manejo de Neossolos Quartzarênicos podem influenciar a matéria orgânica do solo (MOS), mas a magnitude dessas alterações ainda é pouco pesquisada nas condições de Cerrado. O objetivo deste trabalho foi estudar as variações que ocorrem na MOS em um Neossolo Quartzarênico, por consequência da conversão da vegetação original para o uso agrícola e cultivo sequencial de soja e milheto em sucessão. Em uma área de cultivo comercial em Alto Garças, MT, foram coletadas amostras de solo nas profundidades de 0-5, 0-10, 0-20 e 0-40 cm, em talhões que estavam sob sucessão soja-milheto durante 1, 2, 6, 8 e 10 anos e, como referência da vegetação original, amostras foram tomadas em área adjacente sob Cerrado nativo. Foram determinados os teores de carbono orgânico total (COT), carbono e nitrogênio total e o teor de carbono nas frações ácidos húmicos, ácidos fúlvicos e na matéria orgânica leve (MOL), além da relação isotópica do carbono na MOS. A conversão do Cerrado para cultivo agrícola elevou o teor de COT do solo, sobretudo em razão do aporte de MOL e fragmentos de carvão. O manejo desse solo com a sucessão soja-milheto, mesmo com o uso de gradagens pesadas, não causou reduções nos teores de COT, ao longo do tempo. Contudo, observou-se variação na distribuição do carbono nas diferentes frações da MOS ao longo do tempo de cultivo, indicando alterações significativas na qualidade da MOS. Notou-se aumento no percentual de carbono na forma de MOL e redução dos teores de carbono na forma de ácidos fúlvicos ao longo do tempo de cultivo, sugerindo a perda seletiva dos compostos mais solúveis. A relação isotópica do carbono do solo aumentou com o tempo de cultivo, indicando maior contribuição do carbono derivado do milheto para a manutenção dos teores de MOS. Os atributos da MOS relativos à camada de 0-20 cm foram mais sensíveis às variações em razão do tempo de cultivo do que os mesmos atributos avaliados nas demais camadas estudadas. As variáveis relacionadas ao fracionamento da MOS evidenciaram-se mais sensíveis às variações por causa do tempo de cultivo do que simplesmente do teor de COT do solo, apresentando o potencial de uso dessas variáveis como indicadores de qualidade do solo.
Disponibilidade e recuperação de nutrientes de resíduos culturais em solo com diferentes texturas
(Revista Brasileira de Ciência do Solo, 2015-07-20) Maluf, Henrique José Guimarães Moreira; Soares, Emanuelle Mercês Barros; Silva, Ivo Ribeiro da; Neves, Júlio César Lima; Silva, Mailson Félix de Oliveira
Os resíduos de culturas agrícolas aportados sobre a superfície do solo, além da proteção física, podem liberar quantidades significativas de nutrientes ao solo pela decomposição deles; porém, a disponibilidade desses nutrientes às plantas é um fator pouco estudado. Avaliaram-se os teores totais de C orgânico e N, o pH e a disponibilidade e taxa de recuperação dos macronutrientes provenientes da ciclagem biogeoquímica de diferentes resíduos culturais ao longo do tempo, em solos com texturas construídas. Os tratamentos consistiram em fatorial 6 × 4 × 5, composto por seis tratamentos no primeiro fator, sendo quatro resíduos culturais: milho, braquiária, feijão, estilosantes, e dois controles, ambos sem resíduo e um com adição de fontes inorgânicas dos nutrientes; quatro diferentes texturas formadas a partir de um mesmo solo e cinco tempos de avaliação, após o início da incubação: 0, 25, 75, 125 e 175 dias; utilizou-se delineamento inteiramente casualizado, com quatro repetições. O tipo de resíduo, a textura do solo e o tempo de incubação influenciaram os teores totais de C orgânico e N, o pH, a disponibilidade e a taxa de recuperação de P, K, Ca, Mg e S. Os teores totais de C orgânico e N nos solos diminuíram ao longo da incubação. Os resíduos de braquiária e estilosantes acidificaram o solo. O resíduo de braquiária apresentou-se como potencial fonte de K; e o de feijão, de S. O resíduo de milho apresentou as maiores taxas de recuperação de P em solos de textura média e argilosa.
Doses e fontes de nitrogênio na produtividade do eucalipto e nas frações da matéria orgânica em solo da região do cerrado de Minas Gerais
(Revista Brasileira de Ciência do Solo, 2011-11-08) Jesus, Guilherme Luiz de; Barros, Nairam Félix de; Silva, Ivo Ribeiro da; Neves, Julio César Lima; Henriques, Eduardo Pinheiro; Lima, Vinicius Campos; Fernandes, Loane Vaz; Soares, Emanuelle Merces Barros
Apesar da grande quantidade de N acumulada em plantações de eucalipto de alta produtividade, o aumento em volume do tronco em resposta à aplicação de N não tem sido expressivo nem consistente. O objetivo deste trabalho foi verificar o efeito de doses e fontes de N sobre o crescimento e o acúmulo de N em plantas de eucalipto, na serapilheira, além do impacto nas frações da matéria orgânica do solo (MOS). O experimento foi instalado em campo, no município de Itamarandiba-MG, em blocos ao acaso com três repetições, consistindo da aplicação em cobertura de doses (0, 60, 120 e 240 kg ha^-1) e fontes de N distintas (sulfato de amônio e nitrato de amônio) em clone de eucalipto (AEC1528®). O efeito dos tratamentos sobre o crescimento e acúmulo de N nas plantas foi avaliado aos 30 meses de idade, abatendo-se árvores com DAP médio e separando-as em lenho, casca, galhos e folhas, para determinação da produção de matéria seca e dos teores e conteúdos de nutrientes das plantas. Amostras de solo e de serapilheira foram coletadas para análises de nutrientes. Os teores de C e N total da matéria orgânica particulada (MOP) e da matéria orgânica associada à fração mineral (MOAM) foram determinados por espectrometria de massa de razão isotópica, após separação física da MOS. As análises estatísticas consistiram de análise de variância e de regressão. A aplicação de adubos nitrogenados promoveu aumento no crescimento volumétrico do tronco e na matéria seca da parte aérea. A dose de N como sulfato de amônio para obter 90 % da produção máxima foi de 74 kg ha^-1, a qual resultou em incremento de 42,3 % no volume de tronco em relação à testemunha sem adubação nitrogenada. Na dose de 120 kg ha^-1 de N, não houve diferença de resposta à aplicação de sulfato de amônio e nitrato de amônio. Não foram detectadas alterações nos estoques de C e N da MOS com a adubação nitrogenada. No entanto, houve aumento da absorção de Ca, Mg e S. A taxa de recuperação aparente de N no campo foi maior na dose de 120 kg ha^-1 de N, atingindo 34,4 %.
Effect of compaction on microbial activity and carbon and nitrogen transformations in two oxisols with different mineralogy
(Revista Brasileira de Ciência do Solo, 2011-05-06) Silva, Sérgio Ricardo; Silva, Ivo Ribeiro da; Barros, Nairam Félix de; Mendonça, Eduardo de Sá
The use of machinery in agricultural and forest management activities frequently increases soil compaction, resulting in greater soil density and microporosity, which in turn reduces hydraulic conductivity and O2 and CO2 diffusion rates, among other negative effects. Thus, soil compaction has the potential to affect soil microbial activity and the processes involved in organic matter decomposition and nutrient cycling. This study was carried out under controlled conditions to evaluate the effect of soil compaction on microbial activity and carbon (C) and nitrogen (N) mineralization. Two Oxisols with different mineralogy were utilized: a clayey oxidic-gibbsitic Typic Acrustox and a clayey kaolinitic Xantic Haplustox (Latossolo Vermelho-Amarelo ácrico - LVA, and Latossolo Amarelo distrófico - LA, respectively, in the Brazil Soil Classification System). Eight treatments (compaction levels) were assessed for each soil type in a complete block design, with six repetitions. The experimental unit consisted of PVC rings (height 6 cm, internal diameter 4.55 cm, volume 97.6 cm3). The PVC rings were filled with enough soil mass to reach a final density of 1.05 and 1.10 kg dm-3, respectively, in the LVA and LA. Then the soil samples were wetted (0.20 kg kg-1 = 80 % of field capacity) and compacted by a hydraulic press at pressures of 0, 60, 120, 240, 360, 540, 720 and 900 kPa. After soil compression the new bulk density was calculated according to the new volume occupied by the soil. Subsequently each PVC ring was placed within a 1 L plastic pot which was then tightly closed. The soils were incubated under aerobic conditions for 35 days and the basal respiration rate (CO2-C production) was estimated in the last two weeks. After the incubation period, the following soil chemical and microbiological properties were detremined: soil microbial biomass C (CMIC), total soil organic C (TOC), total N, and mineral N (NH4+-N and NO3--N). After that, mineral N, organic N and the rate of net N mineralization was calculated. Soil compaction increased NH4+-N and net N mineralization in both, LVA and LA, and NO3--N in the LVA; diminished the rate of TOC loss in both soils and the concentration of NO3--N in the LA and CO2-C in the LVA. It also decreased the CMIC at higher compaction levels in the LA. Thus, soil compaction decreases the TOC turnover probably due to increased physical protection of soil organic matter and lower aerobic microbial activity. Therefore, it is possible to conclude that under controlled conditions, the oxidic-gibbsitic Oxisol (LVA) was more susceptible to the effects of high compaction than the kaolinitic (LA) as far as organic matter cycling is concerned; and compaction pressures above 540 kPa reduced the total and organic nitrogen in the kaolinitic soil (LA), which was attributed to gaseous N losses.
Effect of mineral nitrogen on transfer of 13C-Carbon from Eucalyptus harvest residue components to soil organic matter fractions
(Revista Brasileira de Ciência do Solo, 2017-07-31) Demolinari, Michelle de Sales Moreira; Sousa, Rodrigo Nogueira de; Silva, Ivo Ribeiro da; Teixeira, Rafael da Silva; Neves, Júlio César Lima; Mendes, Gilberto de Oliveira
The amount of harvest residues retained in Eucalyptus plantations strongly influences soil organic matter (SOM), but the efficiency of conversion to SOM may vary according to the type of residue. This study evaluated the recovery of C from Eucalyptus residue components - leaves, bark, branches, roots, and a mix of all residues - in different SOM fractions with or without mineral-N supplementation (200 mg kg-1 of N). Variation in natural 13C abundance was used to trace the destination of residue-derived C in the soil. The C content of the light fraction (LF) and heavy fraction (HF) of SOM increased over a 240-days decomposition period in response to incorporation of Eucalyptus residues in the soil. Bark and leaf residues showed the best results. Bark residues increased the C content of the HF by 45 % over the initial condition. Leaf residues made the largest contribution to LF-C, increasing it by 8.6 times. Leaf residues also led to the highest N contents in the LF and HF, whereas branches, roots, and the mixture of residues caused significant net transfers of N from the HF. Mineral-N supplementation had no effect on stabilization of organic C in the HF of SOM, in which the C could be maintained for longer periods due to physical/colloidal protection against microbial decomposition. These results highlight the importance of keeping Eucalyptus harvest residues in the planted area, especially the bark, which is the most abundant harvest residue component under field conditions, for maintenance of SOM.
Enriquecimento e alocação de 13C em plantas de eucalipto
(Revista Brasileira de Ciência do Solo, 2011-03) Machado, Daniel Nolasco; Novais, Roberto Ferreira; Silva, Ivo Ribeiro da; Loureiro, Marcelo Ehlers; Milagres, João José; Soares, Emanuelle Mercês Barros
Nas últimas décadas, a utilização de isótopos estáveis em várias áreas de pesquisa vem se destacando, como na análise de fluxos e rotas metabólicas, análise de efeitos de estresses em plantas e, em grande escala, no estudo da matéria orgânica do solo (MOS). Estudos de alterações e dinâmica da MOS usando a variação da abundância natural do ^13C requerem mudanças na razão isotópica do C. Quando não existe essa possibilidade, uma das alternativas é enriquecer o material vegetal (planta) com ^13C, via fixação de ^13CO2, de modo que a razão isotópica seja distinta daquela da MOS original. O objetivo deste trabalho foi investigar a magnitude e a homogeneidade do enriquecimento em ^13C em diferentes componentes da planta de eucalipto. No processo de marcação, três plantas de eucalipto, com 4 meses de idade, cultivadas em solução nutritiva foram expostas a uma atmosfera enriquecida com ^13CO2, em uma câmara de vidro (448 dm^3), com temperatura em torno de 24 ºC. A concentração de CO2 e a razão ^13C/^12C foram monitoradas por um espectrômetro de massa de razão isotópica (IRMS) em amostras de ar retiradas ao longo do processo (126 dias com três pulsos de ^13CO2 semanais). Após o período de marcação, as plantas foram separadas em folha (folha-fonte e folha-dreno), galho, casca, lenho e raiz e analisadas em IRMS. O resultado foi expresso em partes por mil (‰) em relação ao padrão internacional de C denominado Pee-Dee Belemnite (PDB), obtendo-se a δ^13CPDB delas: folha-fonte (828,07 ‰), folha-dreno (645,72 ‰), galho (672,49 ‰), casca (691,86 ‰), lenho (632,02 ‰) e raiz (536,55 ‰). O padrão de alocação e enriquecimento de ^13C entre os componentes das plantas foi homogêneo, embora com diferenças numéricas da ordem de 291 ‰ na δ^13CPDB. As plantas de eucalipto mantiveram alta taxa de absorção de CO2 e, consequentemente, alta taxa fotossintética em concentrações de CO2 muito acima (180,4 mmol L^-1 - 7.934 ppmv) da encontrada na atmosfera (8,64 mmol L^-1 - 380 ppmv). O ^13C fixado durante o dia foi liberado em menor escala na respiração noturna, em comparação com o ^12C. O grau de enriquecimento com ^13C obtido indica que a técnica empregada permite o enriquecimento suficiente do material para traçar o C em estudos de decomposição e estabilização de litter de eucalipto em frações da MOS.
Estoque de carbono na biomassa de plantações de eucalipto na região centro-leste do estado de Minas Gerais
(Revista Árvore, 2011-04-20) Barros, Nairam Félix de; Gatto, Alcides; Novais, Roberto Ferreira de; Silva, Ivo Ribeiro da; Leite, Hélio Garcia; Villani, Ecila Mercês de Albuquerque
Os ecossistemas florestais representam alternativa viável para mitigar o aumento da concentração de CO2 na atmosfera, via fixação do carbono (C) pelas árvores e seu armazenamento na biomassa e no solo, mas tais informações são escassas. Este trabalho teve como objetivo avaliar a produção de matéria seca da parte aérea, de raízes e da manta orgânica depositada sobre o solo e o estoque de C de árvores em plantações de eucalipto com diferentes idades na região Centro-Leste do Estado de Minas Gerais, abrangendo cinco regiões: Cocais (CO), Rio Doce (RD), Sabinópolis (SA), Santa Bárbara (SB) e Virginópolis (VI). Quanto à produção de matéria seca, a região mais produtiva, aos 84 meses de idade, foi SA, com 32,80 t ha^-1 ano^-1 de parte aérea e raízes, decrescendo nos anos seguintes até atingir 31,18 t ha^-1 ano^-1 aos 120 meses de idade. Para essa mesma comparação, nas regiões de RD e SB observaram-se produtividades de 29,92 e 29,70 t ha^-1 ano^-1 aos 84 meses e 21,09 e 25,21 t ha^-1 ano^-1 aos 120 meses de idade, respectivamente. Constatou-se que a estabilização da produtividade ocorreu após 96 meses de idade em SA e aos 84 meses para as regiões de RD e SB. No tocante às regiões de CO e VI, a produtividade e o estoque de C médio anuais mantiveram taxas crescentes até 120 meses de idade, indicando que a maior produtividade ocorre em idades mais avançadas. A produtividade e o estoque de C médio dessas plantações foram, respectivamente, de 26,96 t ha^-1 ano^-1 de biomassa e 13,64 t ha^-1 ano^-1 de C.