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The rhizosphere is a highly biogeochemically active site influencing several soil processes that are crucial for soil formation (e.g., mineral weathering). We studied weathering processes in embryonic Technosols constructed with limestone mine spoils, cultivated with sugarcane for two and six years (illitic siltstone areas: SC2 and SC6) and forage grasses (mainly Urochloa spp.) for 20 years (smectitic black shale area: P20). Rhizosphere and bulk soils were characterized through biological, chemical, and mineralogical analyses. We found contrasting biogeochemical environments when comparing rhizosphere and bulk soils. The pH values were about 1 unit lower, dissolved organic carbon concentrations were up to 3 times higher, and the average enzymatic activity was about 3 times higher in the rhizosphere soils compared to the bulk soils of the studied Technosols. A higher biological activity in the rhizosphere triggered the weathering of primary minerals (dolomite, feldspar, muscovite, quartz), causing the release of K, Ca, Mg, and Si from the mineral structure into the soil solution. The enrichment of the rhizospheric soil solution with Si and bases (mainly Ca and Mg) triggered the transformation of clay minerals and led to the formation of amorphous Si phases. Under sugarcane, smectite content increased from 18% in the siltstone to 44% in the SC6 rhizosphere. Under forage grasses, there was an increase in smectite contents from 58% in the black shale to 75% in both the rhizosphere and bulk soils. The main clay transformation process was a topotactic transformation from illite to smectite through progressive interstratification, supplied by the high availability of Si, Ca, and Mg in the rhizosphere. Our results highlight the pivotal role of rhizospheric processes in mineral weathering of Technosols developed from limestone mine waste. These processes may accelerate pedogenesis, and, consequently, the recovering of the soil functions essential for mine reclamation processes.

Submitted by Ivy Rodrigues (ivy@unoeste.br) on 2022-05-19T12:47:34Z No. of bitstreams: 2 JANARDELLY G. DE SOUZA.pdf: 6521982 bytes, checksum: 1362d7a76fe424af72c923123f38279f (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Made available in DSpace on 2022-05-19T12:47:34Z (GMT). No. of bitstreams: 2 JANARDELLY G. DE SOUZA.pdf: 6521982 bytes, checksum: 1362d7a76fe424af72c923123f38279f (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2021-09-28 Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES The biosolid is a residue generated during the treatment of wastewater at the Sewage Treatment Station (ETE), it is rich in organic matter and nutrientes, but there are limitations to its use. A viable alternative for using this residue is its transformation into biochar through pyrolysis, associating the inherent benefits to biochar, eliminating the presence of pathogens wich is one of the main limitations for its application. Therefore, this study aimed to evaluate whether applications of organic residues and biochars individual or combined with nitrogen fertilization interfere in the soil attributes and in the development of Urochloa brizantha cv. Marandu. Thus, in a first stage, biochars was produced from a dry biosolids sample and a dry sugarcane bagasse sample, separately, through slow pyrolysis at a temperature of 350°C, wich where characterized through physical analysis, chemical and mass balance. In a second stage, a experimente was installed in a completely randomized design (DIC), with a 7x4 factorial scheme and 5 repetitions, and the treatments consisted of 7 substrate compositions namely: control soil (SC); soil + 300 g of pure biosolid (BP); soil + 100 g pure sugarcane bagasse (BCP); soil + 150 g pure biosolid + 50 g pure sugarcane bagasse (BP+BCP); soil + biosolid biochar (BB); soil + 100 g sugarcane bagasse biochar (BBC); soil + 150 g biosolid biochar + 50 g sugarcane bagasse biochar (BB+BBC); and 4 doses of mineral nitrogen fertilization: 0; 12,5; 25 and 50 mg dm-3. In all, 4 cuts were made in the plants at 60, 88, 116 and 144 days after planting. The development of Marandu grass was evatuated through physiological variables: leaf mass production, root mass production, total nitrogen content and organic carbono in plant tissues. As for the soil, the chemical and microbiological atributes were evaluates after the cultivation of Marandu grass. For this, chemical analyzes (determination of pH, organic matter, phosphorus, potassium, magnesium, calcium, aluminium and hydrogen plus aluminium, N-total, N-inorganic and total organic carbon) and biological (basal soil respiration, microbial biomass carbon and nitrogen, dehydrogenase enzyme activity and fluorescein diacetate hydrolysis). The data obtained in the experiment were submitted to analysis of variance using the SISVAR program. For comparison of means, the Scott-Knott test at 5% probability was used (p

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

Earthworms are an important soil taxon as ecosystem engineers, providing a variety of crucial ecosystem functions and services. Little is known about their diversity and distribution at large spatial scales, despite the availability of considerable amounts of local-scale data. Earthworm diversity data, obtained from the primary literature or provided directly by authors, were collated with information on site locations, including coordinates, habitat cover, and soil properties. Datasets were required, at a minimum, to include abundance or biomass of earthworms at a site. Where possible, site-level species lists were included, as well as the abundance and biomass of individual species and ecological groups. This global dataset contains 10,840 sites, with 184 species, from 60 countries and all continents except Antarctica. The data were obtained from 182 published articles, published between 1973 and 2017, and 17 unpublished datasets. Amalgamating data into a single global database will assist researchers in investigating and answering a wide variety of pressing questions, for example, jointly assessing aboveground and belowground biodiversity distributions and drivers of biodiversity change., Measurement(s) earthworm communities • Abundance • organic material • Diversity • environmental properties Technology Type(s) digital curation Factor Type(s) location Sample Characteristic - Organism Lumbricina Sample Characteristic - Environment soil Sample Characteristic - Location global Machine-accessible metadata file describing the reported data: 10.6084/m9.figshare.13399118

Objetivou-se avaliar o efeito de diferentes usos do solo na abundância, riqueza, diversidade e atividade de organismos da fauna edáfica. A fauna do solo foi amostrada em: florestamento de Eucalyptus spp., florestamento de Pinus spp., lavoura de grãos, solo impactado pela construção civil e pastagem natural. Para a avaliação dos organismos da fauna epiedáfica empregou-se o método da armadilha de queda e para a amostragem dos organismos da fauna hemiedáfica utilizou-se o método TSBF. A atividade biológica do solo foi avaliada pelo método de lâminas bait. Foram coletados 5.413 organismos epiedáficos e 813 organismos hemiedáficos, distribuídos em 18 grupos taxonômicos. Os florestamentos de Pinus e Eucalyptus abrigaram as maiores abundâncias de organismos epiedáficos, com dominância de Collembola, o que resultou em menor índice de diversidade. O solo afetado pela construção civil apresentou as menores abundância e riqueza de organismos epiedáficos. A abundância, riqueza e diversidade de organismos hemiedáficos foram maiores na pastagem natural e menores no florestamento de Pinus e no solo impactado pela construção civil. A atividade biológica do solo foi maior no florestamento de Eucalyptus e menor no solo impactado pela construção civil. A abundância, riqueza e diversidade da fauna edáfica é afetada pelo uso do solo.Palavras-chave: atividade biológica do solo; bioindicadores; degradação do solo; invertebrados do solo; qualidade do solo; RELATION OF SOIL USE WITH DIVERSITY AND ACTIVITY OF EDAPHIC FAUNA ABSTRACT:This study evaluated the effect of different land uses on the abundance, richness, diversity and activity of edaphic fauna. The soil fauna was sampled in: Eucalyptus spp. afforestation, Pinus spp. afforestation, grain cropping, soil impacted by construction and natural grassland. The epiedaphic fauna was sampled by pitfalls and the hemiedaphic fauna by TSBF method. The soil biological activity was evaluated by the lamina-bait test. 5,413 epiedaphic organisms and 813 hemiedaphic organisms were collected, classified in 18 taxonomic groups. The afforestation of Pinus and Eucalyptus had the greatest abundance of epiedaphic organisms, with dominance of springtails, which resulted in a lower index of diversity. The soil affected by the construction had the lowest abundances and the richness of epiedaphic organisms. The abundance, richness and diversity of hemiedaphic organisms were higher in natural grassland; and smaller in Pinus afforestation and soil impacted by construction. Soil biological activity was higher in the Eucalyptus afforestation and lower in the soil impacted by construction. Soil use affects the abundance, richness and diversity of edaphic fauna.Keywords: soil biological activity; bioindicators; soil degradation; soil invertebrates; soil quality.

Os solos hidromórficos situam-se em locais com lençol freático superficial e possuem funções de regulação de fluxo de água, recarga de aquíferos, corredores naturais de espécies nativas e flora com espécies típicas, portanto de fundamental importância a proteção e conservação desses solos. Porém, a falta de estudos das interações ecológicas, particularmente a dinâmica de atributos edáficos, dificultam esse processo. O objetivo do trabalho foi avaliar atributos químicos e microbiológicos de solos hidromórficos em áreas de preservação permanente (APP) originadas no basalto no Sudoeste do Paraná. O trabalho foi realizado em 2018 e 2019 em três áreas de solos hidromórficos com diferentes níveis de saturação de água e em uma área controle (bem drenada) no município de Dois Vizinhos-PR. Amostrou-se o solo (0-10 cm) em 08 pontos por área e nas quatro estações do ano para a verificação da influência da umidade e temperatura em parâmetros químicos e microbiológicos do solo. No solo com alta saturação por água (AS), os parâmetros microbiológicos respirometria, Cmic e qCO2 foram maiores em todas as épocas avaliadas, principalmente no verão, período mais chuvoso que aumentou a saturação com água. Isso indica condições desfavoráveis aos microrganismos do solo, o que explica também o maior teor de MOS. Já nos solos com média (MS) e baixa saturação (BS) por água, em todas as épocas avaliadas o qMIC foi maior, indicando maior imobilização do carbono orgânico no solo. Elas também apresentaram maior oscilação dos atributos microbiológicos entre as coletas, em função da variação da condição de saturação de água do meio. Por outro lado, o solo bem drenado (BD) apresentou os menores valores dos atributos microbiológicos, além de pouco oscilarem no decorrer do ano. Já os parâmetros químicos do solo não oscilaram entre as épocas do ano para todas as áreas avaliadas. O solo com AS apresentou maior acidez e teor de Al3+, enquanto os solos com MS e BS apesentaram maior teor de P, Mg e Ca, indicando maior disponibilidade de nutrientes, em função da flutuação do lençol freático que acarreta ciclos de umedecimento e secagem. O solo BD apresentou menor acidez, influenciado pelo menor teor de MOS. Conclui-se que os solos hidromórficos possuem atributos químicos e microbiológicos distintos dos observados em solos bem drenados no Sudoeste do PR. No decorrer do ano, em função da variação de pluviosidade e temperatura, os atributos microbiológicos dos solos hidromórficos e bem drenados oscilam enquanto os atributos químicos permanecem estáveis. Hydromorphic soils are located in places with surface water table and have functions to regulate water flow, recharge aquifers, natural corridors of native species and flora with typical species, therefore the protection and conservation of these soils is of fundamental importance. However, the lack of studies on ecological interactions, particularly the dynamics of edaphic attributes, hinder this process. The objective of the work was to evaluate chemical and microbiological attributes of hydromorphic soils in areas of permanent preservation (APP) originated in basalt in the Southwest of Paraná. The work was carried out in 2018 and 2019 in three areas of hydromorphic soils with different levels of water saturation and in a control area (well drained) in the municipality of Dois Vizinhos - PR. The soil was sampled (0-10 cm) in 08 points per area and in the four seasons of the year to verify the influence of humidity and temperature on chemical and microbiological parameters of the soil. In the soil with high water saturation (AS), the microbiological parameters respirometry, Cmic and qCO2 were higher in all evaluated seasons, mainly in the summer, the rainiest period that increased the saturation with water. This indicates unfavorable conditions for soil microorganisms, which also explains the higher MOS content. In the soils with medium (DM) and low saturation (BS) by water, in all periods evaluated, the qMIC was higher, indicating greater immobilization of organic carbon in the soil. They also showed greater oscillation of the microbiological attributes between the collections, due to the variation in the water saturation condition of the medium. On the other hand, the welldrained soil (BD) showed the lowest values of microbiological attributes, in addition to little oscillation throughout the year. The chemical parameters of the soil did not fluctuate between the seasons of the year for all evaluated areas. Soil with AS showed greater acidity and Al3 + content, while soils with MS and BS showed a higher content of P, Mg and Ca, indicating greater availability of nutrients, due to the fluctuation of the water table, which causes wetting and drying cycles. The BD soil showed less acidity, influenced by the lower MOS content. It is concluded that the hydromorphic soils have chemical and microbiological attributes different from those observed in well-drained soils in the Southwest of PR. Throughout the year, due to the variation in rainfall and temperature, the microbiological attributes of well-drained hydromorphic soils fluctuate while the chemical attributes remain stable.

The objective of this work was to characterize the epiedaptic fauna in soil contaminated by lead in the Southwest region of Paraná. The work was carried out in the area of a deactivated battery recycler, which was subdivided into 6 blocks with direct influence of contamination and 2 blocks, as a reference, located outside the contamination perimeter. The edaphic fauna was sampled by installing 4 Pitfall-traps in each plot, which remained 6 days in the field, with subsequent classification of the sampled organisms. To determine the lead content, in each plot 4 soil samples were collected and homogenized for analysis in the laboratory. The plots with direct influence have lead values above what is allowed by the legislation and demonstrate differentiation in the composition of the epiedaphic fauna in relation to the control areas, presenting a greater wealth of groups, greater diversity and uniformity, and the presence of exclusive groups, such as Blattodea, Dermaptera, Gastropoda and Isopoda. The Formicidae family showed high abundance in the soil with a higher lead content, showing to be a good indicator of this condition. The Collembola class showed no development limitation in the contaminated areas, with a high abundance of the group being found in all the plots, especially in those where the vegetation is more developed. El objetivo de este trabajo fue caracterizar la fauna epiedaptic en el suelo contaminado con plomo en la región suroeste de Paraná. El trabajo se llevó a cabo en el área de un reciclador de baterías desactivado, que se subdividió en 6 bloques con influencia directa de la contaminación y 2 bloques, como referencia, ubicados fuera del perímetro de contaminación. La fauna edáfica se muestreó instalando 4 trampas de caída en cada parcela, que permanecieron 6 días en el campo, con la clasificación posterior de los organismos muestreados. Para determinar el contenido de plomo, en cada parcela se recolectaron 4 muestras de suelo y se homogeneizaron para su análisis en el laboratorio. Las parcelas con influencia directa tienen valores principales por encima de lo permitido por la legislación y demuestran diferenciación en la composición de la fauna epiedafica en relación con las áreas de control, presentando mayor riqueza grupal, mayor diversidad y uniformidad, y la presencia de grupos exclusivos, como Blattodea, Dermaptera, Gastropoda e Isopoda. La familia Formicidae mostró una gran abundancia en el suelo con un mayor contenido de plomo, lo que demuestra ser un buen indicador de esta condición. La clase Collembola no mostró limitación de desarrollo en las áreas contaminadas, con una gran abundancia del grupo en todas las parcelas, especialmente en aquellas donde la vegetación está más desarrollada. O trabalho teve por objetivo a caracterização da fauna epiedáfica em solo contaminado por chumbo na região Sudoeste do Paraná. O trabalho foi realizado na área de uma recicladora de baterias desativada, a qual foi subdividida em 6 glebas com influência direta da contaminação e 2 glebas, como referência, localizadas fora do perímetro de contaminação. A fauna edáfica foi amostrada instalando 4 armadilhas Pitfall-traps em cada gleba, as quais permaneceram 6 dias em campo, com posterior classificação dos organismos amostrados. Para determinar o teor de chumbo, em cada gleba 4 amostras de solo foram coletadas e homogeneizadas para análise em laboratório. As glebas com influência direta possuem valores de chumbo acima do permitido pela legislação e demonstram diferenciação na composição da fauna epiedáfica em relação às áreas controle, apresentando maior riqueza de grupos, maior diversidade e uniformidade, e presença de grupos exclusivos, como Blattodea, Dermaptera, Gastropoda e Isopoda. A família Formicidae apresentou elevada abundância no solo com maior teor de chumbo, mostrando-se uma boa indicadora desta condição. A classe Collembola não apresentou limitação de desenvolvimento nas áreas contaminadas, sendo encontrada elevada abundância do grupo em todas as glebas, principalmente naquelas onde a vegetação é mais desenvolvida.

A Tecnologia Embrapa de Bioanálise de Solo (BioAS) consiste na agregação de parâmetros relacionados ao fun- cionamento da ?maquinaria? biológica do solo às análises químicas tradicionais de rotina (pH, H + Al, P, Ca, K, Mg, etc.). Nos últimos 20 anos, o grupo de pesquisa com Bioin- dicadores de Qualidade de Solo da Embrapa dedicou-se à seleção de bioindicadores robustos, que permitissem que o agricultor brasileiro pudesse monitorar a saúde de seu solo, sabendo exatamente o que avaliar, porque avaliar, como avaliar, quando avaliar e, principalmente, como interpretar o que foi avaliado (MENDES et al., 2019a). Como resultado desses estudos, duas enzimas presentes no solo, a arilsulfa- tase e a β-glicosidase (associadas aos ciclos do enxofre e do carbono), foram selecionadas e tabelas de intepretação foram desenvolvidas. Made available in DSpace on 2020-12-29T09:04:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 IEDA-Bioanalise-do-solo-informacoes-agronomicas.pdf: 2940872 bytes, checksum: 317ff2b1b5902f7c6bc2e229b44f4508 (MD5) Previous issue date: 2020

The objective of this work was to survey soil ants in Bt and non-Bt maize (Zea mays) crops, and to compare their effect on the soil ant community. Nine pitfall traps, 10 m apart, were installed in a central area (900 m2) of each of the following treatments (2,500 m2): conventional maize; maize modified with the Cry1F, Cry1Ab, and Vip3A proteins; and a native vegetation area. Fortnightly collections were conducted during four periods (complete producing cycles) of the crop, from 2011 to 2013. The number of ant species varied from 25 in Bt maize (Vip 3A) to 58 in Bt maize (Cry 1F). The treatment with conventional maize showed the highest Shannon-Wiener diversity index (H’ = 2.60). Jaccard’s index showed that there is dissimilarity between the cultivated maize areas and the native vegetation area in most treatments, and that Bt and non-Bt maize show similarity in their soil ant assemblages. The cultivation of Bt maize does not affect the soil ant community. The subfamily Myrmicinae shows the highest number of species in all the collection periods, with 57, 41, 47, and 50 species in the first, second, third, and fourth periods, respectively. The genus Pheidole, belonging to this subfamily, shows the greatest number of species. Resumo: O objetivo deste trabalho foi realizar um levantamento sobre formigas do solo, em cultivos de milho (Zea mays) Bt e não Bt, e comparar o efeito desses cultivos sobre essa comunidade. Nove armadilhas do tipo “pitfall” foram instaladas a intervalos de 10 m e distribuídas na área central (900 m2) de cada um dos seguintes tratamentos (2.500 m2): milho convencional; milho modificado com as proteínas Cry1F, Cry1Ab e Vip3A; e área de vegetação nativa. Foram feitas coletas quinzenais, durante quatro períodos (ciclos de produção completos) de cultivo, de 2011 a 2013. O número de espécies de formiga variou de 25 no milho Bt (Vip 3A) a 58 no milho Bt (Cry 1F). O tratamento com milho convencional apresentou o maior índice de diversidade de Shannon-Wiener (H’ =2,60). O índice de Jaccard mostrou que há dissimilaridade entre as áreas cultivadas com milho e a área com vegetação nativa, na maioria dos tratamentos, e que os milhos Bt e não Bt apresentam similaridade quanto à composição de espécies de formigas do solo. O cultivo do milho Bt não afeta a comunidade de formigas de solo. A subfamília Myrmicinae apresenta o maior número de espécies em todos os períodos de coleta, com 57, 41, 47 e 50 espécies no primeiro, no segundo, no terceiro e no quarto períodos, respectivamente. O gênero Pheidole, pertencente a esta subfamília, apresenta o maior número de espécies.

The origins, history, and recent advances in Conservation Agriculture (CA) are reported. CA is now practiced worldwide on some 200 million hectares, important for mitigating climate change and ensuring food security. Its bedrock is Zero Tillage (ZT) with crop rotation and retention of crop residues. CA approaches Or-19 ganic Agriculture (OA) when coupled to biological control providing opportunity for OA to become truly sustainable. Ley Farming (LF) and agroforestry with ZT are important for carbon sequestration and land use intensification. Hidden cost: each ton of carbon immobilizes 83 kg of N, 29 kg of P, and 14 kg of S. Industry-backed Regenerative Agriculture (RA) variants have no scientific definition, but generally adopt CA. Sustainable, profitable, and compatible new technologies are emerging and CA needs to embrace them to present a holistic, sustainable package to the farmer. How? A single definition for agricultural sustainability via a multi-stakeholder world congress would standardize certification and de-confuse the market. RA describes exactly what CA does for soil health and all farmers need to unite around a new "Combined Regenerative Agriculture" (CRA) to lobby for adequate payments for environmental services. Expansion of CA is critical for world sustainability. Many gaps and constraints exist, especially for smallholders. Made available in DSpace on 2022-01-16T01:55:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Next-steps-for-conservation-agriculture-2021.pdf: 332738 bytes, checksum: 192f05da6a9dd45aed4dc1d3b9654d61 (MD5) Previous issue date: 2021

Water scarcity grows by the day, especially in the semiarid regions. As a result, the amount of groundwater used in agriculture is strictly limited, and it has become necessary to explore alternative sources of water. The objective of the present study was to evaluate the potential of treated wastewater in the recovery of fertility of an anthroposol and in the vegetative growth of forage and forest palm, as well as to determine the basal respiration, carbon of the microbial biomass and metabolic quotient of an anthroposol year with wastewater irrigation. The experiment was conducted in a 780m2 area in Paraíba Semiarid in a randomized block design with ten replications, three plant species and three treatments, corresponding to the type and volume of water used (T1 = 500 ml of water supply -AA , T2 = 500 ml of wastewater -AR , T3 = 1000 ml of wastewater -AR). The experiment was carried out in an agroforestry system with 1560 forage palm rackets: Mexican elephant ear ( Opuntia tuna ) and 195 seedlings of 2 forest species : Sabiá (Mimosa ceasalpinifolea Benth ) and Aroeira Branca ( Myracrodruon urundeuva Allmanha) planted in double row. Biometric variables were investigated in the forage palm and in the sabiá forest species. Soil was collected before and after irrigation and analyzed for chemical and biological attributes. In the chemical parameters of the soil, significant contrasts were observed only for pH, Organic Matter, CTC, and Sum of Bases. The pH Initial was classified as neutral, changing to a weak acidity after treatment application, being more relevant between the initial soil pH (pH 6.9) and the addition 500 ml AA weekly (pH 5.9 ). MOS contents increased significantly after AR use. Regarding CTC, it was found that the plots that received the RA doses presented the highest values, when compared to the plots that received AA. Regarding the vegetative growth, the treatment with 1000 ml of wastewater weekly, responded better in all variables of forage palm , where it obtained a final average of 36.2 cm. The basal respiration of the soil did not respond significantly to the treatments, the biomass carbon was higher in the area with forest species, however the metabolic quotient had no significant differences between treatments. Regarding the chemical properties of the soil, the wastewater had greater influences on soil pH and organic matter, showing to be a promising alternative for the recovery of the productive capacity of the soil, mainly by the increase of the MOS. The effect on forage palm growth was greater on the 1000 ml treated wastewater slide, the 500 ml and 1000 ml week treated wastewater slides did not promote differences in the height and diameter growth of the thrush. The area under forest vegetation stood out in relation to the palm, possibly due to the larger contribution of organic residues from the plant itself, serving as a source of nutrients to the soil microbiota. Soil biological properties: basal respiration, biomass carbon and metabolic quotient were not directly influenced by the treatments. A escassez de água cresce a cada dia, principalmente nas regiões semiáridas. Consequentemente, a quantidade de água subterrânea usada na agricultura é estritamente limitada, e tornou-se necessário explorar fontes alternativas de água. O presente trabalho teve como objetivo avaliar o potencial da água residuária tratada na recuperação da fertilidade de um Antropossolo e no crescimento vegetativo de Palma forrageira e florestal, além de determinar a respiração basal, carbono da biomassa microbiana e quociente metabólico de um Antropossolo, após um ano com irrigação com água residuária. O experimento foi conduzido em uma área 780m2 no semiárido paraibano em um arranjo experimental de blocos casualizados, com dez repetições, três espécies vegetais e três tratamentos, correspondentes ao tipo e volume de águas utilizadas: T0= Sem irrigação, T1 = 500 ml de água abastecimento-AA, T2 = 500 ml de água residuária-AR, T3 = 1000 ml de água residuária-AR. Foi instalado um sistema agroflorestal consorciado com 1560 raquetes de palma forrageira: Orelha de elefante mexicana (Opuntia tuna) e 195 mudas de 2 espécies florestais: Sabiá (Mimosa ceasalpinifolea Benth) e Aroeira-Branca (Myracrodruon urundeuva Allemão), plantadas em fila dupla. Foram investigadas variáveis biométricas na palma forrageira e na espécie florestal sabiá. O solo foi coletado antes e depois da aplicação da irrigação, e analisado quanto seus atributos químicos e biológicos. Nos parâmetros químicos do solo, observou-se contrastes significativos apenas para pH, Matéria Orgânica, CTC, e Soma de Bases. O pH inicial foi classificado como neutro, mudando para uma acidez fraca, após a aplicação dos tratamentos. Os teores de MOS, aumentaram significativamente após utilização de AR. Em relação à CTC verifica- se que as parcelas que receberam as doses de AR apresentam os maiores valores, quando comparadas com as parcelas que receberam AA. Em relação ao crescimento vegetativo, o tratamento com 1000 ml de água residuária semanalmente, respondeu melhor em todas as variáveis de palma forrageira, onde obteve uma média final de 36,2 cm. A respiração basal do solo, não respondeu significativamente aos tratamentos, o carbono da biomassa foi maior na área com espécie florestal, no entanto o quociente metabólico não teve diferenças significativas entre os tratamentos. Em relação às propriedades químicas do solo a água residuária teve maiores influências no pH e matéria orgânica do solo, mostrando ser uma alternativa promissora para a recuperação da capacidade produtiva do solo, principalmente pelo incremento da MOS. O efeito no crescimento da palma forrageira foi maior na lâmina de 1000 ml de água residuária tratada, as lâminas de 500 ml e 1000 ml semana-1 de água residuária tratada não promoveram diferenças no crescimento em altura e diâmetros do sabiá. A área sob vegetação florestal se sobressaiu em relação a palma, possivelmente pelo aporte maior de resíduos orgânicos da própria planta, servindo de fonte de nutrientes a microbiota do solo. As propriedades biológicas do solo: respiração basal, carbono da biomassa e quociente metabólico não foram influenciadas diretamente pelos tratamentos.

A busca pelo aumento da produtividade vegetal geralmente resulta no uso de insumos agrícolas vindos da mineração ou sintéticos, podendo causar efeitos deletérios nos processos ecológicos e nos ciclos biogeoguímicos. Neste cenário, pesquisas sobre alternativas biológicas para promover o crescimento vegetal são importantes para melhoria da qualidade ambiental nas atividades agrícolas. Um grupo importante de microrganimos benéficos são os fungos endofíticos promotores de crescimento vegetal, os quais podem agir por meio de regulação de síntese de fitormônios, indução do sistema de defesa da planta ou controle por meio de patogenia contra pragas e doenças. No entanto, pouco se sabe sobre o efeito da aplicação desses fungos sobre os processos biológicos e sobre a fertilidade do solo. Assim, foram investigados os efeitos de cinco isolados fúngicos (Beauveria bassiana; Trichoderma asperellum; Metarhizium anisopliae; Purpureocillium lilacinum; Pochonia chlamydosporia) sobre Parâmetros químicos do solo, variáveis do tecido vegetal e parâmetros biológicos. Levantou-se a hipótese de que esses fungos podem estimular a microbiota e atributos de fertilidade da rizosfera, resultando em melhoras para o crescimento vegetal. O emprego dos fungos endofíticos testados, isolados ou em consórcio, potencializaram a colonização micorrízica e atividade de FDA, além de refletir na fertilidade do solo (índices de CTC e magnésio), na massa seca e fresca do sistema radicular, na massa seca da parte aérea. Por outro lado, os resultados para a atividade das enzimas fosfatase ácida, arilsultafase e β-glicosidase, não apresentaram resultados significativos. As alternativas biológicas aos insumos minerais e sintéticos podem subsidiar práticas e manejos que estimulem o equilíbrio ecológico ao solo, melhorando as funções naturais e a qualidade ambiental na produção de alimentos. Este trabalho demonstra a versatilidade apresentada pelos isolados fúngicos estudados, além de apresentar inúmeras linhas de pesquisa potencialmente aplicáveis a fim de avançar neste cenário de microrganismos utilizados em atividades agrícolas. The search for increased plant productivity usually results in the use of mined or synthetic agricultural inputs, which can cause deleterious effects on ecological processes and biogeochemistry cycles. In this scenario, research on biological alternatives to improve plant growth is important for improving environmental quality in agricultural activities. An important group of beneficial microorganisms are plant growth promoting endophytic fungi, which can act by regulation of phytohormone synthesis, induction of the plant defense system or control by pathogenesis against pests and diseases. However, little is known about the effect of the application of these fungi on biological processes and on soil fertility. Thus, the effects of five fungal isolates (Beauveria bassiana; Trichoderma asperellum; Metarhizium anisopliae; Purpureocillium lilacinum; Pochonia chlamydosporia) on soil chemical parameters, plant tissue variables and biological parameters were investigated. It was hypothesized that these fungi may stimulate the microbiota and fertility attributes of the rhizosphere, resulting in improvements to plant growth. The use of endophytic fungi tested, isolated or in a consortium, potentiated the mycorrhizal colonization and FDA activity, besides reflecting on soil fertility (CTC and magnesium indices), dry and fresh root system mass, dry mass aerial, on the other hand, the results for the activity of the enzymes acid phosphatase, arilsultaphase and β- glycosidase, did not present significant results. Biological alternatives to mineral and synthetic inputs may support practices and management that stimulate ecological balance in the soil, improving natural functions and environmental quality in food production. This work demonstrates the versatility presented by the studied fungal isolates, besides presenting numerous lines of research potentially applicable in order to advance in this scenario of microorganisms used in agricultural activities. Dissertação (Mestrado)

Resumo O solo é habitado por milhares de organismos responsáveis por diversas funções e processos no ecossistema. Por apresentar uma grande sensibilidade às modificações do meio, a fauna do solo é considerada um bom bioindicador de qualidade do solo. Entretanto, uma amostragem inadequada pode inviabilizar sua utilização em estudos de impacto ambiental. Por isso, são necessários estudos que determinem a suficiência amostral para avaliação da fauna do solo. Esse trabalho teve como objetivo calcular a suficiência amostral para o número de grupos de indivíduos que compõe a fauna epiedáfica em diferentes condições de uso do solo. Foram realizadas avaliações da fauna epiedáfica nas condições de mata nativa, campo nativo pastejado e lavoura azevém/soja, em duas épocas distintas (inverno e verão). Avaliou-se a suficiência amostral para o método de coleta (Provid) utilizado através do método analítico, com vários níveis de confiabilidade, e dos métodos não paramétricos de Chao 1 e Chao 2. Concluiu-se que o uso do número mínimo de 14 amostras pelo método Provid (n=14) para estudo da fauna epiedáfica é suficiente para garantir, em qualquer época do ano e tipo de uso do solo, uma precisão de 10%, para estudos com levantamento de campo. Abstract The soil has thousands of organisms responsible for many functions and processes in the ecosystems. Due to presenting a great sensitivity to environmental modifications, the soil fauna is considered a good soil quality bio-indicator. However, inadequate sampling may not permit its use in environmental impact studies. Therefore, studies are required to indicate the sample sufficiency for evaluating the soil fauna. This study aimed to calculate the sample sufficiency for the number of groups of individuals that composes the epiedaphic fauna in different soil use conditions. Evaluations of the epiedaphic fauna were carried out in native forest, native pasture and ryegrass/soybean farming, in the winter and the summer. The sample sufficiency was evaluated for the Provid method through analytical methods, with many levels of reliability, and of the non-parametric methods of Chao 1 and Chao 2. It was concluded the use of the minimum number of 14 samples by the Provid method (n = 14) for the study of epiedaphic fauna is sufficient to ensure, at any time of the year and type of use of the soil, a precision of 10% for field survey studies.

Dada a importância da macrofauna edáfica nas transformações físicas que sustentam o ciclo da matéria orgânica e a fertilidade química do solo em ecossistemas tropicais e a constante mudanças de uso do solo no estado do Pará buscamos avaliar as modificações na estrutura da comunidade da macrofauna em sequência de uso Floresta Secundária de 40 anos – Pastagem de 20 anos - monocultivo de Eucalipto de 10 anos no sudeste paraense. As coletas da macrofauna edáfica foram realizadas por meio do método padronizado de monólitos de solo de 0 a 20 cm de profundidade. Para avaliar se parâmetros edáficos estavam determinando a estrutura da macrofauna foram testadas correlações entre a Riqueza (S), índice de diversidade de Shannon-Wiener (H’), equitabilidade de Pielou (J) e densidade da macrofauna com pH (H2O), Al3+, Ca2+, Mg2+, K+, P, Corg., N, Fe, Zn e Mn do solo e teores totais de Ca, Mg, K, P, Corg., N, Fe, Zn e massa seca da liteira. Foram registrados 11.234 invertebrados em 17,6 m2 de solo, distribuídos em 96 famílias com densidade média de 1.221 (±142) indivíduos por m2. O número de famílias por monólito associadas aos Sistemas de Uso do Solo (SUS) foi de 4,7 (63 ndivíduos por monólito), 2,2 (74 indivíduos por monólito) e 3,4 (99 indivíduos por monólito) na Floresta Secundária, Pastagem e Eucalipto, respectivamente. Formicidae (70,8%) e Oligochaeta (14,8%) foram os táxons mais abundantes. Os Coleóptera representaram 3,92% da densidade total (23% larvas) e os Myriápoda 2,38%. Das famílias identificadas, 29 ocorreram apenas na Floresta Secundária, oito na área de Pastagem e sete no Eucalipto. Os Usos do Solo afetaram a comunidade da macrofauna nos parâmetros S, H’ e J (p0,05). A densidade da macrofauna se concentrou na liteira na área de Floresta Secundária (83,1%). Os índices avaliados foram altamente correlacionados com o nível de distúrbio, partindo gradativamente da Pastagem, aonde foram encontrados os menores índices para o Eucalipto até a Floresta Secundária. Aparentemente, a presença de componente arbóreo e consequente aporte e acúmulo de liteira resultou na recuperação do número de famílias da Pastagem para o Eucalipto após 10 anos de implantação do mesmo visto que a riqueza de famílias não diferiu entre a Floresta Secundária e Plantio de Eucalipto. Não foram detectadas correlações entre a estrutura da comunidade e atributos químicos do solo e liteira. Given the importance of edaphic macrofauna in the chemical transformations that sustain the organic matter cycle and the chemical fertility of the soil in tropical ecosystems and the constant changes in land use and occupation in the state of Pará, we aim to evaluate the changes in the macrofauna community structure in cronossequence of use 40 years Secondary Forest - 20 years Pasture - 10 years Eucalyptus monoculture of 10 years, in southeastern Pará. The soil macrofauna was collected using the standard method of soil monoliths from 0 to 20 cm depth. To evaluate if the changes in use of edaphic parameters determined the structure of he macrofauna, we evaluated correlations between the richness (S), Shannon-Weiner diversity index (H’), Pielou equitability (J) and density of macrofauna with soil pH (H2O), Al3+, Ca2+, Mg2+, K+, P, SOC, N, Fe, Zn and litter dry matter total content of Mn, Ca, Mg, K, P, Corg., N, Fe, Zn. 11.234 invertebrates were collected in 17.5 m2, distributed in 96 families with a mean density of 1221 (± 142) individuals per m2. The number of families associated with the Soil Use Systems (SUS) were 4.7 (63 individuals per monolith), 2,2 (74 individuals per monolith) and 3.4 (99 individuals per monolith) in Secondary Forest, Pasture and Eucalyptus Monoculture, respectively. Formicidae (70,8%) and Oligochaeta (14,8%) were the most abundant taxa. Coleoptera represented 3.92% (23% larvae) and Myriapoda 2.38% of total density. Of the families identified, 29 occurred only in the Secondary Forest, eight in the Pasture area and seven in the Eucalyptus plantation. The sequence of soil use affected the invertebrate community in the biological parameters evaluated (S, J, E) (p < 0.05). Density did not differ among Usage Systems (p> 0.05). Macrofauna density was concentrated in the litter in the Secondary Forest area (83.1%). Invertebrates tend to focus on litter in the area of Secondary Forest and Eucalyptus. The evaluated indices were highly correlated with the level of disturbance, starting gradually from the Pasture for Eucalyptus Plantation to the Secondary Forest. Apparently, the presence of tree component and consequent contribution and accumulation of litter resulted in the recovery of the number of families from Pasture to Eucalyptus after 10 years. No correlations were detected between the community structure and soil and litter chemical attributes.

Orientador: Prof. Dr. George Gardner Brown Coorientador: Prof. Dr. Luís Cunha Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Ciência do Solo. Defesa : Curitiba, 17/04/2019 Inclui referências Resumo: Por pelo menos 10 mil anos, as atividades humanas vêm modificando a floresta amazônica. Os povos pré-Colombianos alteraram profundamente a paisagem Amazônica, construindo um novo habitat neste local com características contrastes aos solos naturais (REF), conhecido como Terra Preta de Índio (TPI). Durante muitos anos estes solos têm captado a atenção da comunidade científica e atualmente diversas características das TPIs, tais como fertilidade, mineralogia e propriedade microbiológicas do solo já foram estudadas, entretanto até o momento estes locais carecem de estudos relacionados a fauna invertebrada do solo que são importantes provedores de serviços ecossistêmicos, fundamentais para o correto funcionamento dos ecossistemas terrestres. O objetivo deste estudo foi avaliar a pegada ecológica dos povos pré-Colombianos nas comunidades de macroinvertebrados em TPIs e os efeitos das alterações antrópicas nas comunidades de invertebrados e na qualidade do solo em TPIs e REF. Foram avaliados 18 locais pareados (9 TPI e 9 REF) em três níveis de perturbação humana: florestas antigas (OF) florestas secundárias em estágio avançado de regeneração (> 20 anos); florestas jovens (YF) florestas secundárias em estágio inicial de regeneração (20 years); young forests (YF) consisting of secondary forests in early stage of regeneration (

Na busca de formas mais eficientes de manejar a fertilidade do solo, surgiram no mercado insumos agrícolas que afirmam apresentar características técnicas e agronômicas que condicionam benefícios às propriedades biológicas, físicas e químicas dos solos. Contudo, os mecanismos de funcionamento desses insumos, não são totalmente compreendidos. Neste sentido, o trabalho teve como objetivo avaliar o uso de bioestimulador do solo microgeo [Marca Registrada] associado à adubação mineral com nitrogênio (N), fósforo (P) e potássio (K) em culturas anuais. O experimento foi implantado em maio de 2015 na Universidade Tecnológica Federal do Paraná, campus Dois Vizinhos (UTFPR-DV). O delineamento experimental foi de blocos casualizados com quatro repetições. Os tratamentos utilizados consistiram de doses do bioestimulador associado com fertilizante mineral solúvel com NPK conforme teor de nutrientes no solo e assim definidos: tratamento T0 = 0% de bioestimulador e 0% de NPK; T1 = 100% de bioestimulador e 0% de NPK; T2 = 0% de bioestimulador e 100% de NPK; T3 = 50% de bioestimulador e 100% de NPK; T4 = 100% de bioestimulador e 100% de NPK; e T5 = 150% de bioestimulador e 100% de NPK. As culturas avaliadas foram soja (2015/2016) feijão (2016) e milho (2016/2017), sendo analisados os parâmetros microbiológicos e químicos no solo, teor de nutrientes no tecido vegetal das culturas e a produtividade de grãos das mesmas. Realizou-se a análise de variância (ANOVA) e quando significativo utilizou-se o teste de Scott Knott, a 5% de probabilidade. Conclui-se que o uso do bioestimulador do solo, neste trabalho e para as condições deste, não influenciou nos parâmetros microbiológicos e químicos do solo e na produtividade das culturas anuais. A adubação mineral é fundamental para a manutenção da produtividade de culturas anuais mesmo em solos com adequada disponibilidade de P, K e teores de orgânica elevados. In the search for more efficient ways to manage soil fertility, agricultural inputs have appeared on the market claiming to present technical and agronomic characteristics that result in benefits to biological, physical and chemical properties of soils. However, the mechanisms of operation of these inputs are not fully understood. In this sense, the objective of this work was to evaluate the use of Microgeo [Marca Registrada] soil biostimulator associated with mineral fertilization with nitrogen (N), phosphorus (P) and potassium (K) in annual crops. The experiment was implemented in May 2015 at the Universidade Tecnológica Federal do Paraná, campus Dois Vizinhos (UTFPRDV). The experimental design was randomized blocks with four replicates. The treatments used consisted of doses of the biostimulator associated with soluble mineral fertilizer with NPK according to nutrient content in the soil and thus defined: treatment T0 = 0% of biostimulator and 0% of NPK; T1 = 100% biostimulator and 0% NPK; T2 = 0% biostimulator and 100% NPK; T3 = 50% biostimulator and 100% NPK; T4 = 100% biostimulator and 100% NPK; and T5 = 150% biostimulator and 100% NPK. The evaluated crops were soybean (2015/2016) beans (2016) and maize (2016/2017), being analyzed the microbiological and chemical parameters in the soil, nutrient content in the plant tissue of the crops and the yield of the same. The analysis of variance (ANOVA) was performed and, when significant, the Scott Knott test was used, at 5% probability. It is concluded that the use of the soil biostimulator in this work and its conditions did not influence the microbiological and chemical parameters of the soil and the productivity of the annual crops. Mineral fertilization is essential for the maintenance of yield of annual crops even in soils with adequate availability of P, K and high levels of organic matter.

Brazil has always been one of the most important coffee producing countries. Lately, there has equally been a renewed interest in alternative coffee production systems. The state of Espírito Santo is the second greatest coffee producer in Brazil; so, we used local coffee plantations to evaluate the relations between soil macrofauna and chemical and microbiological soil properties to identify which of these properties discriminate more effectively between the organic management system (OS) and the conventional management system (CS) of coffee plantations. For each of these two cultivation systems we chose three coffee farms who employed both cultivation systems and picked out the most similar fields from each property. At each site, first we sampled the litter at the soil surface. Afterwards, we sampled nine soil monoliths to evaluate the macrofauna, in summer and winter. We also collected nine supplemental soil samples, taken at a few centimeters from the soil monoliths, for chemical and microbiological analyses. Macrofauna density was evaluated by ANOVA and multivariate analysis. The chemical and microbiological properties are environmental variables, while the data on macrofauna are the explanatory variables. The total number of individuals recovered in this study was 3,354, and the climate, identified by the sampling season, was a great modulator of macrofauna, with higher numbers in winter. The principal components analysis showed that soil moisture, organic matter, nitrogen, phosphorus, boron, copper, pH, acid and alkaline phosphatases and microbial biomass carbon, were the most outstanding ones to discriminate both cultivation systems. We found no statistical significant differences in macrofauna density between OS and CS, probably due to a general great variability, since there was a tendency for much greater values in OS. We detected the interference of chemical and microbiological soil properties on the macrofauna community in both systems of coffee cultivation, and some results clearly correlated much better with climate data than with other factors. To our knowledge, this is the first time in which the data point to a clear separation between the more numerous and diversified soil macrofauna in coffee with organic cultivation from that with a conventional cultivation system. Resumo: O Brasil sempre foi um dos mais importantes países produtores de café. Ultimamente, houve um renovado interesse pelos sistemas alternativos de produção de café. O Estado do Espírito Santo é o segundo maior produtor de café do Brasil; então, utilizaram-se plantações locais de café para avaliar as relações entre a macrofauna do solo e as propriedades químicas e microbiológicas do solo para identificar quais dessas propriedades discriminam mais efetivamente entre o sistema de manejo orgânico (SO) e o sistema de manejo convencional (SC) das plantações de café. Para cada um desses dois sistemas de cultivo, escolheu-se três fazendas de café que empregaram ambos os sistemas de cultivo e selecionaram os campos mais similares de cada propriedade. Em cada local, primeiro amostrou-se a serrapilheira do solo. Posteriormente, amostraram-se nove monólitos de solo para avaliar a macrofauna, tanto no verão como no inverno. Também, foram coletadas nove amostras suplementares de solo, a alguns centímetros dos monólitos de solo, para análises químicas e microbiológicas. A densidade da macrofauna foi avaliada por ANOVA e análise multivariada. As propriedades químicas e microbiológicas são variáveis ambientais, enquanto os dados sobre a macrofauna são as variáveis explicativas. O número total de indivíduos recuperados neste estudo foi de 3.354 e o clima, identificado pela época de amostragem, foi um ótimo modulador da macrofauna, com maiores números no inverno. A análise dos componentes principais mostrou que a umidade do solo, matéria orgânica, nitrogênio, fósforo, boro, cobre, pH, fosfatases ácido e alcalina e carbono da biomassa microbiana, foram os mais destacados para discriminar ambos os sistemas de cultivo. Encontraram-se diferenças significativas na densidade da macrofauna entre SO e SC, provavelmente devido a uma grande variabilidade geral, uma vez que houve uma tendência para valores muito maiores no SO. Detectou-se a interferência das propriedades químicas e microbiológicas do solo na comunidade de macrofauna em ambos os sistemas de cultivo de café, e alguns resultados claramente correlacionados muito melhor com os dados climáticos do que com outros fatores. A nosso conhecimento, esta é a primeira vez em que os dados apontam para uma clara separação entre a macrofauna do solo mais numerosa e diversificada em café com cultivo orgânico de que com um sistema de cultivo convencional.

Cowpea is a very important crop to Brazilian Semi-Arid mainly small family-based farmers. Rhizobia inoculation is a practice, easy to use, and cheap technology that increases cowpea productivity. The aim of this study was to evaluate the efficiency of two new rhizobia isolates in greenhouse and field as well as classify them taxonomically. To bacterial identification the 16S rRNA gene of ESA 17 and ESA 18 isolates were sequenced. The greenhouse test was conducted with pots containing 3 L of soil and the bacterial isolates evaluated were ESA 17, ESA 18, BR 3267 or BR 3262 strains. A field experiment was implemented on a Vertisol in Juazeiro, Bahia State, to evaluate the cowpea growth and productivity. In this experiment, the peat-based inoculants with ESA 17, ESA 18, BR 3267 or UFLA 3-84 were used in 2 cowpea cultivars. Both bacteria were identified as Bradyrhizobium, but related to different species. ESA 17 was related to B. japonicum and ESA 18 was closer to B. pachyrhizi. At greenhouse, both isolates increased cowpea nitrogen content in the shoots due to the presence of very efficient nodules. In the field, the isolate ESA 18 inoculated at BRS Pujante cultivar induced higher production than observed for the absolute control, and for BR 17 Gurguéia cultivar, the ESA 17 and BR 3267 stood out both by inducing high production and grain protein content. The results indicate that both isolates can be evaluated in network experiments aiming at official recommendation for new bacteria to cowpea inoculant in Brazil.

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

Made available in DSpace on 2018-08-01T22:35:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_8386_Victor Maurício da Silva.pdf: 1609817 bytes, checksum: 5b1c533ecc02062c435dee1f78519fad (MD5) Previous issue date: 2017-02-23 Os milípedes (Classe Diplopoda) são organismos da macrofauna edáfica importantes para a decomposição dos resíduos orgânicos aportados ao solo e também podem ser utilizados como indicadores de qualidade do solo. No entanto, estudos com esses organismos em regiões tropicais são incipientes. Nesse contexto, a presente tese se encontra estruturada em quatro capítulos. O Capítulo 1 se refere a um estudo de laboratório que avaliou o efeito de densidades populacionais crescentes do milípede tropical Glyphiulus granulatus sobre agregação, atividade enzimática e frações de P do solo. Os Capítulos 2 e 3 também foram desenvolvidos em condições de laboratório, e ambos utilizaram a espécie de milípede tropical Rhinocricus botocudus. Além dessa espécie de milípede, no Capítulo 2 foi utilizada a minhoca Eisenia andrei para avaliar a maturidade de uma mistura de esterco bovino e resíduos de cafeeiro (folhas e galhos < 5 mm de diâmetro) (1:1, v:v), ao longo de 120 dias de incubação. No Capítulo 3 foi investigado o potencial de R. botocudus na degradação e maturidade apenas dos resíduos de cafeeiro. No Capítulo 4 foi abordado o efeito de coberturas vegetais sobre a macrofauna epigeica e comunidades de milípedes por meio de relações com atributos de solo e serapilheira. O Capítulo 1 demonstrou que o aumento das densidades populacionais de G. granulatus otimizou a formação de agregados do solo entre 2,00-4,76 mm e reduziu agregados entre 1,00-2,00 mm. Além disso, a atividade da enzima extracelular β-glicosidase no solo foi potencializada nas maiores densidades de G. granulatus (6 e 12 milípedes por microcosmo). No Capítulo 2, por meio da análise de infravermelho em ácidos húmicos e fúlvicos, foram demonstradas reduções em moléculas orgânicas alifáticas e incrementos em grupos aromáticos ao longo de 120 dias de incubação dos resíduos orgânicos. Independentemente da presença de milípedes R. botocudus, essas alterações foram mais pronunciadas nos tratamentos com a presença de minhocas E. andrei, o que demonstra que essa espécie de minhoca otimizou a maturidade da mistura esterco mais resíduos de cafeeiro. O Capítulo 3 demonstrou que ao final de 120 dias de incubação dos resíduos de cafeeiro, o tratamento com R. botocudus comparado ao controle apresentou menores valores de celulose (366 e 290 g kg-1 no controle e com milípede, respectivamente), e da relação celulose/lignina (0,92 e 0,63 no controle e com milípede, respectivamente), o que ressalta o potencial dessa espécie de milípede para a degradação de componentes estruturais dos resíduos de cafeeiro. O Capítulo 4 demonstrou que no período seco a inserção do cedro australiano (Toona ciliata) com cafeeiros (Coffea canephora) melhorou a diversidade da comunidade de milípedes comparado ao sistema de cafeeiros em monocultivo, sendo que apresentaram valores para diversidade de Shannon (H) de 0,46 e 0,25, respectivamente. Por outro lado, em todos sistemas de cultivos ocorreram reduções da diversidade de milípedes entre períodos sazonais, e o fragmento de mata Atlântica nativa utilizado como referência demonstrou manutenção da diversidade entre períodos, o que reforça a baixa capacidade de suporte das comunidades edáficas nos agroecossistemas estudados. Palavras-chave: Biologia do solo, fauna do solo, Diplopoda, agregação do solo, decomposição, solo - uso.

Orientador : Profª. Drª. Louise Larissa May De Mio Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Agronomia. Defesa: Curitiba, 02/02/2017 Inclui referências : f. 52-58, 79-84, 103-106, 109-122 Área de concentração Resumo: Sistemas integrados de produção agropecuária (SIPAs) são formas eficientes de diversificação agrícola e tem atraído interesse da pesquisa nos últimos anos devido aos benefícios que trazem para os agricultores e para o ambiente. Estes benefícios estão baseados em um uso mais eficiente dos recursos de produção e exploração de propriedades benéficas da intensificação planejada nos sistemas de produção. No entanto, existem poucos estudos sobre a influência de diferentes arranjos de SIPA em doenças de plantas e microrganismos de solo. Modificações no microclima e na biologia do solo, por exemplo, devido ao sistema adotado podem influenciar as doenças. Esta tese apresenta resultados de avaliações de doenças e patógenos em um experimento de campo de longa duração de SIPAs instalado em 2006 na região dos Campos Gerais do Paraná, Brasil. O experimento tem um total de 12 ha em área em um fatorial duplo incompleto. O fator um é sistema de produção com três níveis que são em ordem de aumento de complexidade: lavoura não integrada (CO), sistema agropastoril (AP) e agrosilvipastoril (ASP). O fator dois é dose de nitrogênio aplicada sobre as pastagens de inverno com 90 (em todos os sistemas de produção) e 180 kg/ha (nos sistemas AP e ASP). Os resultados revelam vantagens do sistema ASP relacionados à supressividade ao patógeno de solo Rhizoctonia solani e também menor densidade de Fusarium spp. nativo e maior densidade de Trichoderma spp. nativo no solo. Como essa supressividde foi transferida por amostras de solo e eliminada com a esterilização do solo, ela está relacionada com a microbiota do solo. Ao contrário, oídio em aveia causado por Blumeria graminis, e em soja causado por Microsphaera diffusa, foi mais severo no sistema ASP do que no AP e no CO. A severidade de oídio no ASP foi cerca de 20 vezes e quatro vezes maior, respectivamente pra aveia e soja, do que nos outros sistemas. Essas diferenças foram influenciadas pelo microclima, principalmente a menor duração do molhamento foliar e a maior umidade relativa do ar durante o dia promovido pelas árvores. O período de sobrevivência de escleródios de Sclerotinia sclerotiorum foi menor na superfície do solo do que enterrados. A sobrevivência de escleródios foi menor na superfície do solo do sistema AP do que no CO e no ASP. Quando enterrados a 8-10 cm de profundidade, o período de sobrevivência dos escleródios foi menor no sistema ASP comparado com o AP. Em conclusão, a diversificação agrícola promovida por SIPAs revelou supressividade a patógenos de solo, mas favoreceu os patógenos biotróficos da família Erysiphaceae. Palavras-chave: Rhizoctonia solani. Sclerotinia sclerotiorum. Blumeria graminis. Microsphaera diffusa. Mofo branco. Supressividade do solo. Abstract: Integrated crop-livestock systems (ICLSs) are efficient forms of agricultural diversification and have attracted research interest in recent years due to the benefits they bring to farmers and to the environment. These benefits are based on a more efficient use of the production resources and exploring benefic properties of the planed intensification in the systems. However, there have been few studies about the influence of different ICLS arrangements in plant diseases and soil microorganisms. Modifications in the microclimate and soil biology, for example, due to the system adopted may influence diseases. This thesis presents results of disease and microorganisms evaluations in a long-term field experiment of ICLSs installed in 2006 in the Region of Campos Gerais of Paraná, Brazil. The experiment has a total of 12 ha in area in an incomplete double factorial. Factor one is production system with three levels that are in order of increasing complexity: not integrated crop (CO), agropastoral (AP) and agrosilvopastoral (ASP) systems. Factor two is nitrogen rate applied on the winter pastures with 90 (in all production systems) and 180 kg/ha (in AP and ASP systems). Results revealed advantages of the ASP system concerned to the suppressiveness to the soil-borne pathogen Rhizoctonia solani and also lower density of native Fusarium spp. and higher density of native Trichoderma spp. in the soil. As the suppressiveness to R. solani was transferred by soil samples and eliminated by the soil sterilization, it is related to the soil microbiota. Contrary, powdery mildew (PM) on oats caused by Blumeria graminis, and on soybean caused by Microsphaera diffusa, was more severe in ASP system than in AP and CO. Severity of PM in ASP was about 20 times and four times, respectively for oats and soybean, more severe than in the others systems. These differences were influenced by the microclimate, mainly the shorter leaf wetness duration and higher daylight relative humidity promoted by trees. The survival period of Sclerotinia sclerotiorum sclerotia was lower on the soil surface than buried. Sclerotia survival was lower in the soil surface of AP system than on the CO and ASP. When buried to 8-10 cm depth, the survival period of sclerotia was lower in the ASP system compared to AP. In conclusion, agricultural diversification promoted by ICLSs revealed suppressiveness to soil-borne pathogens, but favored the biotrophic pathogens of the Erysiphaceae family. Key-words: Rhizoctonia solani. Sclerotinia sclerotiorum. Blumeria graminis. Microsphaera diffusa. White mold. Soil suppressiveness.

For the last 150 years many studies have shown the importance of earthworms for plant growth, but the exact mechanisms involved in the process are still poorly understood. Many important functions required for plant growth can be performed by soil microbes in the rhizosphere. To investigate earthworm influence on the rhizosphere microbial community, we performed a macrocosm experiment with and without Pontoscolex corethrurus (EW+ and EW−, respectively) and followed various soil and rhizosphere processes for 217 days with sugarcane. In EW+ treatments, N2O concentrations belowground (15 cm depth) and relative abundances of nitrous oxide genes (nosZ) were higher in bulk soil and rhizosphere, suggesting that soil microbes were able to consume earthworm-induced N2O. Shotgun sequencing (total DNA) revealed that around 70 microbial functions in bulk soil and rhizosphere differed between EW+ and EW− treatments. Overall, genes indicative of biosynthetic pathways and cell proliferation processes were enriched in EW+ treatments, suggesting a positive influence of worms. In EW+ rhizosphere, functions associated with plant-microbe symbiosis were enriched relative to EW− rhizosphere. Ecological networks inferred from the datasets revealed decreased niche diversification and increased keystone functions as an earthworm-derived effect. Plant biomass was improved in EW+ and worm population proliferated.

CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico FAPEMIG - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior Outra Agência As plantas de campos rupestres ferruginosos apresentam capacidade de tolerar e sobreviver em solos com elevada pobreza nutricional e metais pesados. Nesse estudo foram testadas as hipóteses: (i) a sobrevivência das plantas difere entre substratos com diferentes condições nutricionais; (ii) as espécies apresentam melhor crescimento frente a substratos com enriquecimento nutricional, quando comparado ao substrato controle. Foi realizado um experimento em que as plantas foram cultivadas por 150 dias plantas de nove espécies de quatro famílias em seis substratos: controle, três com diferentes níveis de NPK (4:14:8), um com adubação orgânica e outro com substrato comum para produção de mudas em viveiro. A porcentagem de sobrevivência não variou entre substratos, mas variou entre espécies (entre 40 e 100% de sobrevivência). As plantas de oito entre as nove espécies quando cultivadas em tratamento orgânico ou viveiro apresentaram maior crescimento e acúmulo de biomassa nas respostas avaliadas (até 10 vezes maior). A razão raiz-ramo, com poucas exceções, foi maior no controle e substratos com três níveis de NPK. Essas espécies já possuem adaptações funcionais para sobreviver nesse ambiente com fortes filtros ambientais. Essa capacidade demonstra elevada variabilidade fenotípica, visto que, mesmo sendo capazes de sobreviver em solo empobrecido de campo rupestre ferruginoso, essas plantas podem se adaptar captando os recursos disponíveis em solos mais férteis. Respostas específicas podem explicar a coexistência de comunidades ricas em espécies que favorece a divisão de nichos ao longo de um gradiente de recursos e diferentes estratégias adaptativas. Plants of ferruginous rupestrian grasslands have the capacity to tolerate and survive in soil with nutritional poverty and heavy metals. This study tested the following hypotheses: (i) the seedling survival differs between substrates with different nutritional conditions; (ii) the species have better performance in substrates with nutritional enrichment compared to the substrate control. We conducted an experiment in which we cultivated for 150 days seedlings of nine species of four plant families in six substrates: control, three with different levels of NPK (4: 14: 8), with organic fertilizer and another with a commercial substrate for nursery garden. The percentage of survival did not differ among substrates, but varied among species (between 40 and 100% survival). Eight seedlings out of evaluated nine species showed higher growth and accumulation of biomass in the assessed responses when grown in organic or commercial treatment (up to 10 times greater). The proportion root-branch, with few exceptions, was higher in the control and substrates with three NPK levels. These species already have functional adaptations to survive in this type of environment with strong environmental filters. This shows high phenotypic variability, as even being able to survive in poor soil of ferruginous rupestrian grasslands, these plants can adapt capturing the available resources in the most fertile soils. Specific responses may explain the coexistence of species communities that supports niches division along a gradient of resources and different adaptive strategies.

CAPES O objetivo deste estudo foi comparar áreas submetidas a diferentes tecnologias de restauração florestal em relação à abundância, riqueza, diversidade e composição da fauna presente na serapilheira e no solo. Foram conduzidos os seguintes tratamentos: Regeneração natural (RN), Plantio de árvores em linhas de recobrimento e diversidade (L) e Nucleação (N). Uma área de mata secundária (M) foi incluída no estudo como referencial das condições do solo. O delineamento experimental foi em blocos ao acaso, com quatro repetições. Foram coletadas amostras para extração da mesofauna (outubro/2012; julho e outubro/2013) e da macrofauna (junho e outubro/2013), em seis pontos de cada parcela amostral, totalizando 24 pontos amostrais por tratamento. Para coleta da macrofauna edáfica foi utilizado o método TSBF. A mesofauna foi coletada com o auxílio de um cilindro de metal e extraída utilizando Funis de Berlese-Tüllgren. Em cada ponto foi coletado separadamente serapilheira e solo e a fauna extraída foi identificada em nível de classe/ordem taxonômica. Os colêmbolos foram categorizados em tipos morfológicos. No total, considerando a mesofauna, a macrofauna e as três coletas realizadas, foram contabilizados 28618 organismos. Em relação à mesofauna edáfica, as tecnologias avaliadas não diferiram, após três anos em processo de restauração, em relação à abundância total de organismos e composição da comunidade. O índice diversidade de Shannon, na mesofauna edáfica, seguiu um gradiente de impacto antrópico, sendo superior na Regeneração natural, que não sofreu intervenções técnicas e apresentou maior teor de umidade no solo, e inferior na tecnologia plantio em linhas, que foi submetida ao controle de plantas espontâneas em área total. No caso da mesofauna da serapilheira as áreas submetidas às tecnologias não se diferenciaram em relação à riqueza média de grupos taxonômicos, abundância total de organismos e composição da comunidade. Considerando a macrofauna edáfica as tecnologias não diferiram em relação à abundância e riqueza, sendo que na avaliação de junho/2013 a RN apresentou maior índice H’ e se diferenciou em relação à composição da comunidade das demais tecnologias. Na avaliação de outubro/2013, as diferenças entre as tecnologias em relação ao índice H’ foram mais estreitas e essas não se diferenciaram em termos de composição da comunidade da macrofauna edáfica. Na macrofauna da serapilheira, em junho/2013, a RN apresentou maior riqueza e maior índice H’ quando comparada as demais tecnologias e na avaliação de outubro/2013, as tecnologias não se diferenciaram em relação à composição da comunidade, riqueza média de grupos e abundância média de organismos. No caso dos colêmbolos, as tecnologias após três anos em processo de restauração, não se diferenciaram em relação à abundância, riqueza e composição da comunidade de colêmbolos por diferentes morfotipos. A mata secundária, em relação às tecnologias de restauração florestal, apresentou maior abundância de saprófagos, predadores e maior diversidade de morfotipos de colêmbolos. Diante desses resultados recomenda-se a regeneração natural por ser a tecnologia de menor custo de implantação, seguida da nucleação e do plantio em linha. A fauna deve ser monitorada, ao longo do tempo, nas tecnologias de restauração, bem como as variáveis físicas e químicas do solo, a fim de entender possíveis mudanças na composição e diversidade de organismos. The goal of this study was to compare areas under different forest restoration technologies in relation to abundance, richness, diversity and composition of the present fauna in the litter and soil. The treatments evaluated were: natural regeneration (RN); high diversity tree plantations (L) and nucleation (N). An area of secondary forest was included in the study as a reference of soil conditions. The experimental design was in randomized block with four replications. Samples were collected for extraction of mesofauna (October/2012; July and October/2013) and macrofauna (June and October/2013) in six points of each plot, totaling 24 samples per treatment. For collecting soil macrofauna was used TSBF method. The mesofauna was collected with a metal cylinder and extracted by Berlese-Tüllgren funnel. Litter and soil were collected separately at each point and the fauna was identified level of class/taxonomic order. The springtails were classified using morphotypes. In total, considering the mesofauna, macrofauna and three times collected were accounted 28618 organisms. In relation soil mesofauna, the evaluated technologies did not differ, after three years of restoration, in relation to total abundance of organisms and community composition. The Shannon diversity index (H), in soil mesofauna, followed a human impact gradient. This index was higher in natural regeneration, which not was undergone technical interventions and showed higher moisture in the soil. The tree planting technology, under the control of volunteer plants in total area, showed lower H index. In the case of litter mesofauna, the technologies did not differ in relation the mean richness, total abundance of organisms and community composition. Considering edaphic macrofauna, technologies did not differ in relation to the abundance and richness, and in the evaluation of June/2013, RN showed higher H index and differed in relation to the community composition of other technologies. In October/2013 evaluation, the differences between the technologies in relation to H index were narrower and these did not differ in terms of composition of soil macrofauna community. In litter macrofauna, in June/2013, the RN presented greater richness and H index when compared to other technologies and in evaluation October/2013 technologies did not differ in relation to community composition, richness and mean abundance of organisms. In the case of springtails, technologies after three years in the restoration process, did not differ in relation to the abundance, richness and composition of Collembola community for different morphotypes. The secondary forest, in relation to forest restoration technologies, presented greater abundance of saprophages, predators and greater diversity of morphotypes of springtails. From these results it, we recommended to natural regeneration by to have the lowest cost of deployment, followed by nucleation and online planting. The animals should be monitored over time, in the restoration technologies, as well as the physical and chemical characteristics of the soil, in order to understand the possible changes in the composition and diversity of organisms.

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

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

Soil macrofauna is responsible for soil fertility through cycling of nutrients, tillage and fragmentation of organic matter, as well as through the association between groups of fauna with conserved and/or degraded pedoenvironments. Nevertheless, under the conditions of the Brazilian semi-arid region, there is little information about this resource. The objective of this study was to evaluate the epigeous macrofauna in successive cropping using previous green manure and subsequent planting of melon (Cucumis melo L.) in Juazeiro county, Bahia, Brazil. Sampling dates were undertaken in November 2007 and February, April and July 2008, using traps containing 4 % formaldehyde for seven days in plots of 64 m2. Results obtained indicate that there is no difference among the treatments with mixed cover crops, and epigeous macrofauna is influenced by the time of collection. Diversity and uniformity are inversely correlated with total density of epigeous macrofauna. Diversification of plant species favors the increase of diversity and uniformity of epigeous macrofauna. Formicidae, followed by Isopoda, Coleoptera and Oligochaeta are the groups of fauna most numerous in the areas. A macrofauna do solo é responsável pela melhoria da fertilidade do solo através da ciclagem de nutrientes, revolvimento e fragmentação da matéria orgânica, como também, pela associação entre grupos de fauna com pedoambientes conservados e/ou degradados. No entanto, nas condições de semi-árido brasileiro pouca informação se tem a respeito deste recurso. Neste sentido, na região do sub-médio do Rio São Francisco, pólo de desenvolvimento da agricultura irrigada objetivou-se avaliar a macrofauna epígea em sucessão cultural utilizando prévia adubação verde e subseqüente plantio de melão (Cucumis melo L.). As coletas foram realizadas em novembro de 2007 e fevereiro, abril e julho de 2008 no município de Juazeiro, BA, utilizando armadilhas contendo formol 4 % durante sete dias em parcelas de 64 m2. Os resultados obtidos indicam que não há diferença entre os tratamentos com coquetéis vegetais e que a macrofauna epígea é influenciada pela época de coleta. A diversidade e a uniformidade correlacionam-se inversamente com a densidade total da macrofauna epígea. A diversificação de espécies vegetais favorece o aumento da diversidade e uniformidade da macrofauna epígea e que Formicidae, seguido por Isopoda, Coleóptera e Oligochaeta são os grupos de fauna mais encontrados nos ambientes avaliados.

Submitted by Guilherme Lemeszenski (guilherme@nead.unesp.br) on 2013-08-22T18:46:11Z No. of bitstreams: 1 S0100-06832009000200010.pdf: 469831 bytes, checksum: 70996d6064238ed16f1f3af4bced5d9d (MD5) Made available in DSpace on 2013-08-22T18:46:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 S0100-06832009000200010.pdf: 469831 bytes, checksum: 70996d6064238ed16f1f3af4bced5d9d (MD5) Previous issue date: 2009-04-01 Made available in DSpace on 2013-09-30T19:35:23Z (GMT). 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Este estudo foi desenvolvido em experimento de longa duração (22 anos), durante o período de 30 dias do outono, com o objetivo de avaliar o impacto de sistemas de preparo de solo (preparo convencional-PC e plantio direto-PD) nas emissões de C-CO2 de um Latossolo Vermelho distrófico, em Cruz Alta, RS. As emissões de C-CO2 do solo foram avaliadas com câmaras dinâmica (Flux Chamber 6400-09, Licor) e estática (com captação em solução alcalina), imediatamente após a colheita da soja. A temperatura e a umidade do solo foram registradas, concomitantemente com as emissões de C-CO2, por meio de sensor de temperatura e TDR manual, respectivamente, integrantes do Licor-6400. Estimou-se que, em 30 dias, uma quantidade equivalente a menos de 30 % do C aportado pelos resíduos de soja foi emitida na forma de C-CO2. As emissões de C-CO2 no solo em PD foram similares às emissões do solo em PC, independentemente do tipo de câmara utilizada. Diferenças entre sistemas de preparo quanto à emissão de C-CO2, avaliadas com a câmara dinâmica, foram verificadas somente a curto prazo (leituras diárias), com o PD apresentando maiores emissões do que o PC no início do período experimental e menores no final. A câmara dinâmica foi mais eficiente do que a estática em captar as alterações das emissões de C-CO2 em função da variação da temperatura e a porosidade preenchida por água (PPA) no solo em PD, as quais explicaram 83 e 62 % das emissões de C-CO2, respectivamente. O fator Q10, que avalia a sensibilidade da emissão de C-CO2 à temperatura do solo, foi estimado em 3,93, indicando alta sensibilidade da atividade microbiana à temperatura do solo durante o outono. As emissões de C-CO2 registradas no solo em PD com a câmara estática foram correlacionadas às da câmara dinâmica, porém com valores subestimados em relação àquela notadamente nos maiores valores de fluxo. em condições de baixa temperatura e PPA, o preparo de solo induziu limitado incremento de emissão de C-CO2. Agricultural soils can act as a source or sink of atmospheric C, according to the soil management. This long-term experiment (22 years) was evaluated during 30 days in autumn, to quantify the effect of tillage systems (conventional tillage-CT and no-till-NT) on the soil CO2-C flux in a Rhodic Hapludox in Rio Grande do Sul State, Southern Brazil. A closed-dynamic system (Flux Chamber 6400-09, Licor) and a static system (alkali absorption) were used to measure soil CO2-C flux immediately after soybean harvest. Soil temperature and soil moisture were measured simultaneously with CO2-C flux, by Licor-6400 soil temperature probe and manual TDR, respectively. During the entire month, a CO2-C emission of less than 30 % of the C input through soybean crop residues was estimated. In the mean of a 30 day period, the CO2-C flux in NT soil was similar to CT, independent of the chamber type used for measurements. Differences in tillage systems with dynamic chamber were verified only in short term (daily evaluation), where NT had higher CO2-C flux than CT at the beginning of the evaluation period and lower flux at the end. The dynamic chamber was more efficient than the static chamber in capturing variations in CO2-C flux as a function of abiotic factors. In this chamber, the soil temperature and the water-filled pore space (WFPS), in the NT soil, explained 83 and 62 % of CO2-C flux, respectively. The Q10 factor, which evaluates CO2-C flux dependence on soil temperature, was estimated as 3.93, suggesting a high sensitivity of the biological activity to changes in soil temperature during fall season. The CO2-C flux measured in a closed dynamic chamber was correlated with the static alkali adsorption chamber only in the NT system, although the values were underestimated in comparison to the other, particularly in the case of high flux values. At low soil temperature and WFPS conditions, soil tillage caused a limited increase in soil CO2-C flux. Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS) PGCS Universidade Federal de Santa Maria (UFSM) Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS) Universidade Estadual Paulista UFRGS PPGCS FUNDACEP UNICRUZ Universidade Estadual Paulista

Diferentes modelos matemáticos são utilizados para estimar o potencial de mineralização de N no solo, e os parâmetros estimados com a decomposição anaeróbia podem ser empregados na predição da disponibilidade do N para a cultura do arroz irrigado. Os objetivos deste trabalho foram estimar, a partir de cinco modelos matemáticos, os parâmetros "N potencialmente mineralizável" (N0) e "taxa de mineralização" (k) de diferentes solos de várzea do Rio Grande do Sul (RS) e correlacionar os valores de N0 dos modelos com o N acumulado por plantas de arroz irrigado. O trabalho foi desenvolvido a partir de amostras de solos de várzea coletadas em 15 locais do RS, utilizadas em um experimento de incubação anaeróbia em laboratório, onde foram determinados valores de N mineral da solução do solo ao longo de 24 semanas. A partir dos resultados, foram estimados os parâmetros de acordo com cinco modelos matemáticos. Posteriormente, amostras dos solos foram utilizadas em dois cultivos sucessivos de arroz irrigado, em casa de vegetação, obtendo-se valores da quantidade de N acumulado pelas plantas. O modelo mais bem ajustado na estimativa do N0 e k para a média dos 15 solos de várzea do RS foi o de Jones. Entretanto, o N0 do modelo de Stanford & Smith foi o que melhor se correlacionou com a quantidade de N acumulado pelas plantas de arroz irrigado no primeiro cultivo, enquanto o N0 do modelo de Jones foi o que melhor se correlacionou com o N acumulado pelas plantas no segundo cultivo. Mathematical models are used to estimate the nitrogen (N) mineralization potential in the soil. The parameters of anaerobic decomposition can be used to predict N availability to flooded rice. The objective of this study was to determine the "potentially mineralizable N" (N0) and the "mineralization rate" (k) parameters, using five mathematical models for different paddy soils of the state of Rio Grande do Sul (RS), Brazil, and to correlate the N0 values from the models with N uptake of flooded rice plants. The experiment was carried out with samples of paddy soils collected at 15 sites in RS, and used in one anaerobic incubation laboratory trial, where mineral N values of the soil solution were determined during 24 weeks. The parameters were calculated based on mineral N values using five mathematic models. The soil samples were used in two successive flooded rice crops, in a greenhouse, to obtain the quantity of plant N uptake. The best model to estimate N0 and k, averaged across the 15 paddy soils, was the Jones model. The parameter N0 of the Stanford & Smith model and N0 of the Jones model correlated best with the N uptake of flooded rice plants in the first and second crops, respectively.

Bactérias diazotróficas endofíticas são capazes de promover o crescimento do milho por meio da fixação biológica do nitrogênio (FBN) ou pela produção de fitormônios. Neste estudo, objetivou-se caracterizar a diversidade de bactérias diazotróficas endofíticas associadas a plantas de milho em diferentes locais do Rio Grande do Sul, que apresentavam variações de clima e solo. Para isso, foi usado um método baseado na amplificação do gene nifH grupo I, na análise de fragmentos de restrição (PCR-RFLP) e no seqüenciamento dos genes amplificados. Foram calculados os índices de Shannon-Weaver e Equitabilidade para estimar a diversidade dos diazotróficos, bem como a diversidade de nucleotídeos e divergência entre seqüências, para estimar a diversidade genética das comunidades amostradas. Na avaliação da diferenciação entre as comunidades foi utilizado o teste F ST. Foi detectada maior variação entre as comunidades das diferentes regiões do Estado do que dentro das comunidades de cada região avaliada, particularmente entre comunidades provenientes de diferentes tipos de solo, regime pluviométrico e regiões geográficas. O índice de diversidade de Shannon-Weaver indicou diferenças em termos de diversidade de unidades taxonômicas entre as comunidades avaliadas. As comunidades amostradas da região norte do Rio Grande do Sul, que mostrou maior disponibilidade de água e conteúdo de argila, tenderam a apresentar maior diversidade quando comparada às comunidades amostradas na região sul. A análise de Equitabilidade mostrou a dominância de unidades taxonômicas dentro de cada comunidade avaliada, independentemente da região amostrada. Todas as seqüências obtidas foram classificadas como pertencentes ao gene nifH grupo I. Foram obtidas seqüências pertencentes às classes Alfa, Beta e Gama-proteobactéria. Esses resultados demonstraram que existe grande diversidade de bactérias endofíticas fixadoras de N capazes de colonizar o interior de plantas de milho e que as diferentes condições edafoclimáticas estão correlacionadas com a diversidade dos genes nifH. Endophytic diazotrophic bacteria are capable of promoting maize growth through biological nitrogen fixation (BNF) or by the production of plant hormones. The aim of this study was to characterize diversity of endophytic bacteria in maize at sites with different climate and soil conditions in Rio Grande do Sul, Brazil. A PCR-RFLP approach and sequence analysis of nifH Cluster I clone libraries were used to assess diversity in maize plants. The Shannon-Weaver and Equitability indices were calculated to estimate the diazotroph diversity as well as the nucleotide diversity and the average sequence divergence to estimate genetic diversity. To evaluate the variability in populations we performed the F ST test. A greater variation in bacterial communities was detected between rather than within regions, particularly among communities of different soil types and varying water regimes and geographical regions. The Shannon-Weaver index indicated a high difference in terms of diversity of taxonomic units among the communities. The diversity of the communities in the northern region, with higher precipitation and clay content, tended to be higher than that in the south. The Equitability index indicated that there was a dominant taxonomic unit within each community. All clones grouped into nifH gene cluster I. The nifH sequence types from Alpha, Beta and Gammaproteobacteria were recovered. These results demonstrate that there is a large diversity of endophytic nitrogen-fixing bacteria able to colonize maize tissue and that nifH diversity is correlated with the different environmental conditions.

Made available in DSpace on 2016-08-29T15:37:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_8195_Dissertação_Luana.pdf: 3092457 bytes, checksum: cabf2e627bcb4ed7e985737a38eeda48 (MD5) Previous issue date: 2014-10-07 O estudo de indicadores biológicos de qualidade do solo tem vital importância no entendimento dos processos ecológicos existentes nesses sistemas. A fauna do solo atua diretamente na decomposição da matéria orgânica do solo, bem como na disponibilidade de nutrientes responsáveis pelo desenvolvimento florestal e, também nas propriedades e processos físicos, químicos e biológicos do solo. A Reserva Natural Vale está inserida em uma das áreas de extrema importância biológica localizada entre os municípios de Linhares e Jaguaré, e corresponde a 25% da área remanescente de Mata Atlântica do Espírito Santo. O presente trabalho teve como objetivo geral a caracterização dos atributos químicos do solo e serapilheira acumulada, bem como da fauna epígea em áreas em processo de restauração, e trecho florestal de Floresta Ombrófila Densa das Terras Baixas, e pastagem na Reserva Natural Vale, Linhares, ES. Três modelos de restauração (T1, T2, T3) com diferentes riquezas arbóreas (29, 58 e 114 espécies) foram comparadas com pastagem não degradada (T4) e um trecho de floresta Ombrófila Densa de Terras Baixas (T5). Foram demarcadas três parcelas de 50x50 m em cada tratamento com realização de duas amostragens referente à época de menor precipitação (seca) e maior precipitação (chuvosa). Em cada parcela foi retirado amostras de solo em três profundidades para análise química, e coletou-se serapilheira para cálculo de biomassa e análise de macronutrientes. Para amostragem da fauna epígea, foi utilizado armadilhas de solo “pitfall traps”. Foi realizada análise de componentes principais (ACP) e análise de co-inércia, além da obtenção do índice de Shannon e Pielou da fauna epígea, bem como sua distribuição em grupos funcionais. Como resultado o estoque de serapilheira acumulada e MO foram sempre superiores no trecho florestal, seguidos pela pastagem e os modelos de restauração. A pastagem apresentou elevados teores de K. Foi observada a influência de cada fisionomia arbórea nos atributos estudados. Entre os modelos de restauração, destacou-se o tratamento três (T3) em relação aos demais. Os coleópteras e Pseudoscorpionidas se mostraram bons indicadores de qualidade do solo através das análises multivariadas, no qual demonstraram ser importantes ferramentas no estudo de indicadores biológicos de qualidade do solo. The study of biological indicators of soil quality is of vital importance in understanding the existing ecological processes in these systems. Soil fauna acts directly on the decomposition of soil organic matter and nutrient availability responsible for forest development and also on the properties and physical, chemical and biological soil processes. The Valley Nature Reserve is set in an area of extreme biological importance located between the municipalities of Linhares and Jaguaré, and accounts for 25% of the remaining area of Atlantic Forest in Espírito Santo. This study aimed to characterize the chemical properties of the soil and litter accumulated, as well as the epigeal fauna in areas where the restoration process, and forest area in a Tropical Rainforest Lowlands, and pasture in the Vale Natural Reserve, Linhares, ES. Three models of restoration (T1, T2, T3) with different arboreal wealth (29, 58, and 114 species) were compared with non-degraded pasture (T4) and a stretch of Dense forest of lowland (T5). Three plots of 50x50 m were demarcated in each treatment with conducting two samples on the time of lower rainfall (drought) and highest rainfall (rainy). In each plot, soil samples were taken at three depths for chemical analysis, and yielded litter biomass for calculation and analysis of macronutrients. Sampling of epigeal fauna, we used pitfall traps "pitfall traps." Principal component analysis (PCA) and co-inertia analysis was performed, in addition to obtaining the Shannon index and evenness of the epigeal fauna as well as their distribution in functional groups. As a result the stock of accumulated litter and MO were always higher in the forest area, followed by grazing and restoration models. The pasture had high levels of K. The influence of each tree physiognomy was observed in the studied attributes. Among the models of restoration, the highlight was the three treatment (T3) relative to the other. The Coleoptera and Pseudoscorpionidas, proved good indicators of soil quality through multivariate analyzes, which proved to be important tools in the study of biological indicators of soil quality.

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

Made available in DSpace on 2015-06-17T19:34:47Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-02-28. Added 1 bitstream(s) on 2015-06-18T12:47:05Z : No. of bitstreams: 1 000830788.pdf: 822528 bytes, checksum: a180e8a4717cf27205b84b2017a24f10 (MD5) De maneira geral, resíduos industriais como vinhaça e torta de filtro, causam preocupação devido ao risco de impactos ambientais que podem ser causados quando utilizados na reposição de nutrientes em solos com cultivo de cana-de-açúcar (Saccharum spp.). Devido à falta de estudos que busquem desvendar os impactos destes resíduos na estrutura e composição de comunidades bacterianas, este trabalho teve como proposta utilizar o gene 16S rRNA para avaliar a diversidade bacteriana presente em 5 biomas com diferentes manejo de cana-de-açúcar e os resíduos vinhaça e torta de filtro. Foram analisados um total de 1.090 sequencias do 16S rRNA de bactérias, recuperadas de: i) solo com fertirrigação de vinhaça e plantio de cana-de-açúcar (SV), ii) solo depositado sobre o canal mestre da vinhaça (MC), iii) solo de mata nativa localizada próxima a áreas de plantio de cana-de-açúcar (MT), iv) solo com plantio de cana-de-açúcar sem a aplicação de vinhaça (CH) e v) semicomposto de torta de torta de filtro (CP). Com base na curva de rarefação e índice Richness, SV foi considerado o ambiente mais diverso, MT foi considerado como portador de diversidade intermediária e, com base nos outros índices, MC foi considerado o ambiente menos diverso. O filo Actinobacteria, relacionado com a degradação da biomassa vegetal e produção de antimicrobianos, dominou a população do ambiente CP, fato possivelmente relacionado a elevada quantidade de material lignocelulósico disponível na torta de filtro. CP também apresentou os filos Firmicutes e Proteobacteria, ambos presentes em diferentes estágios do processo de compostagem. Os ambientes de solos foram considerados como portadores de poucos táxons relacionados a gêneros bacterianos cultivados, além de apresentarem elevado número de clones afiliados a bactérias não classificadas. Os testes de variância molecular Unifrac e Libshuff demonstram que os cinco biomas ... Generally, industrial wastes as vinasse and filter cake cause public apprehension due to the risk of environmental impacts caused by their use as nutrients replenishment in soils with cultivation of sugarcane (Saccharum spp.). Due to lack of studies that seek to unravel the impacts of these residues in the structure and composition of bacterial communities, this work aimed to apply the 16S rRNA gene to assess the bacterial diversity present in five biomes with different sugarcane crop management besides waste vinasse and filter cake. A total of 1,090 sequences of bacterial 16S rRNA were recovered and analyzed: i) soil under sugarcane crop fertilized by vinasse (SV); ii) soil from the master channel for vinasse distribution (MC), iii) soil under native forest located next to areas of sugarcane planting (MT), iv) soil under sugarcane crop without vinasse irrigation (CH), and v) filter cake semi-composting compound (CP). Based on Richness index and rarefaction curve, the SV is considered the most diverse, followed by MT as the intermediary, and MC as the least diverse environment. The Actinobacteria phylum related to the degradation of plant biomass and production of antimicrobials has dominated the population of the CP environment, that was possibly related to high amount of lignocellulosic material available on the filter cake. CP also presented the Firmicutes and Proteobacteria phyla, both present at different stages of the composting process. Soil environments showed few taxa related to cultured bacterial genera unlike the high number of clones affiliated to bacteria not classified. Unifrac and Libshuff tests for molecular variance show that the five biomass present variation in the structure of bacterial communities. In addition, SV and MC does not share species each other. These results demonstrate that the environments containing vinasse and filter cake are different from other biomes with management of sugarcane. These ...