RESUMO: Existem poucos estudos sobre a diversidade microbiana em solos de mamona no ambiente semiárido tropical. Os produtos de mamona têm sido amplamente utilizados em todo o mundo e justificam a importância comercial da ricinocultura no semiárido nordestino brasileiro. Como não há qualquer tipo de fertilização, ou manutenção de resíduos da cultura nos solos de mamona do presente estudo, presume-se que a comunidade de diazotróficas forneça o nitrogênio (N) nesses solos. Avaliou-se a estrutura e diversidade de comunidades de diazotróficas em solos de mamona do semiárido tropical em: i-Mamona com 50 anos de cultivo, consorciada com milho (CB-50); ii-Mamona com 10 anos de cultivo sem consórcio (CB-10) e iii-solo sob vegetação de Caatinga preservada (CAA). Realizou-se avaliação de redução do acetileno a etileno (ARA) e o perfil do gene nifH foi separado por eletroforese em gel de poliacrilamida com gradiente desnaturante (DGGE). A diversidade de diazotróficas foi estimada pelos índices de Shannon (H’) e Simpson (D). Com base na manutenção dos estoques de nitrogênio no solo e da biomassa microbiana ao longo do tempo, a atividade dos diazotróficos de vida livre foi determinante na entrada de N nesses solos. O gene nifH esteve presente e seus perfis agruparam os tratamentos CB-50 com CAA, reforçando a fixação de N pelos diazotróficos, os quais apresentaram maior diversidade nos solos cultivados, mesmo após a mudança de uso da terra para o plantio de mamona.

ABSTRACT: There are few studies of microbial diversity in castor bean soils in tropical semiarid environmental. Castor bean products have been widely used around the world justifying the commercial importance of ricinoculture in Brazil’ northeastern semiarid. There is no fertilization or maintenance of litter on the soils from the present study, so we hypothesized that the free-living diazotrophs microorganisms drive the nitrogen (N) input into these soils. We evaluated the communities’ structure and diversity of diazotrophs in tropical semiarid soils with i-Castor bean 50 years of cultivation intercropping with maize (CB-50); ii-Only Castor bean 10 years of cultivation (CB-10) and iii-soil under Caatinga vegetation (CAA). Nitrogenase enzyme activity was performed by the acetylene reduction assay (ARA) and the community profile of nifH gene was separated by denaturing gradient gel polyacrylamide electrophoresis (DGGE). Diazotrophs diversity was estimated by the Shannon (H’) and Simpson (D) indexes. Based on the maintenance of soil N stocks and N-microbial biomass over time, the activity of free-living diazotrophs was determinant in the N-input into these soils. The nifH gene was present and its profiles grouped the CB-50 with CAA treatments, so it reinforced the N-fixing by diazotrophs, which presented a greater diversity in the cultivated soils, even after the land use change for the castor bean implementation.

RESUMO O consórcio de leguminosas arbóreas com gramíneas forrageiras em sistema silvipastoril pode evitar a degradação das pastagens e recuperá-las. Neste sistema, o fornecimento de nitrogênio (N) ocorre através da simbiose entre leguminosas e bactérias. No entanto, a qualidade das pastagens permite a ação de bactérias diazotróficas de vida livre, que possuem o gene nifH que codifica a enzima nitrogenase. Além disso, na etapa da nitrificação, as bactérias amônio oxidantes (AOB) são avaliadas por regiões específicas do 16S rRNA de AOB. Assim, investigamos a influência da introdução das leguminosas arbóreas no sistema silvipastoril na estrutura da comunidade, na diversidade e na abundância de bactérias totais, bactérias diazotróficas e bactérias amônio oxidantes por DGGE (Eletroforese em Gel com Gradiente Desnaturante) e qPCR (PCR quantitativa em tempo real). O experimento teve nove parcelas de um hectare com Sabiá (Mimosa caesalpinifolia), Gliricídia (Gliricidia sepium) e Braquiária solteira (Brachiaria decumbens), em delineamento em blocos ao acaso com três tratamentos: I-Braquiária em consórcio com Sabiá; II-Braquiária em consórcio com Gliricídia e III - Braquiária solteira, com três repetições. A estrutura das comunidades de bactérias totais e bactérias amônio oxidantes foi influenciada pela introdução das leguminosas arbóreas, possivelmente por meio da modificação dos atributos químicos do solo. Bactérias totais, bactérias amônio oxidantes e bactérias diazotróficas foram mais abundantes nos solos sob leguminosas, que proporcionaram melhores condições para o crescimento microbiano quando comparado à braquiária solteira. O manejo silvipastoril com leguminosas arbóreas melhora a qualidade biológica do solo, favorecendo a comunidade bacteriana ligada ao ciclo do N.

ABSTRACT Intercropping tree legumes with forage grasses in a silvopastoral system can avoid pasture degradation benefiting the soil. In such a system, nitrogen (N) is supplied by symbiosis between legumes and bacteria. However, the pasture quality determines the action of free-living nitrogen-fixing bacteria, which possess nifH genes, which encode nitrogenase enzyme. Ammonium-oxidizing bacteria (AOB), involved in the nitrification step, can be evaluated by specific regions of the 16S rRNA corresponding to AOB. Thus, we investigated the influence of the introduction of tree legumes into a silvopastoral system on the community structure and abundance of total bacteria, diazotrophic bacteria and ammonium-oxidizing bacteria by DGGE (denaturing gradient gel electrophoresis) and real-time qPCR (quantitative PCR). The experiment involved nine plots of one hectare each, planted with sabia (Mimosa caesalpinifolia), a Gliricidia species (Gliricidia sepium), and a Brachiaria species (Brachiaria decumbens) in a randomized block design, forming three treatments: I-Brachiaria intercropped with sabia; II-Brachiaria intercropped with Gliricidia and III-Brachiaria only, with three replicates. The structures of the total bacterial and ammonium-oxidizing bacterial communities were influenced by tree legume introduction, possibly through modification of the soil chemical attributes. The copy numbers of total bacteria, ammonium-oxidizing bacteria and diazotrophic bacteria were higher in soils planted with legumes, which provided better conditions for microbial growth compared to planting with the Brachiaria species alone. Silvopastoral management with tree legumes improves the biological quality of soil, favouring the bacterial community linked to N-cycling.

ABSTRACT Soil contamination by heavy metals threatens ecosystems and human health. Environmental monitoring bodies need reference values for these contaminants to assess the impacts of anthropogenic activities on soil contamination. Quality reference values (QRVs) reflect the natural concentrations of heavy metals in soils without anthropic interference and must be regionally established. The aim of this study was to determine the natural concentrations and quality reference values for the metals Ag, Ba, Cd, Co, Cu, Cr, Mo, Ni, Pb, Sb and Zn in soils of Paraíba state, Brazil. Soil samples were collected from 94 locations across the state in areas of native vegetation or with minimal anthropic interference. The quality reference values (QRVs) were (mg kg-1): Ag (<0.53), Ba (117.41), Cd (0.08), Co (13.14), Cu (20.82), Cr (48.35), Mo (0.43), Ni (14.44), Sb (0.61), Pb (14.62) and Zn (33.65). Principal component analysis grouped the metals Cd, Cr, Cu, Ni, Pb and Sb (PC1); Ag (PC2); and Ba, Co, Fe, Mn and Zn (PC3). These values were made official by Paraíba state through Normativa Resolution 3602/2014.

O método do pH SMP, em virtude de sua praticidade analítica, tem sido amplamente utilizado na estimativa da acidez potencial (H+Al), em substituição à solução de acetato de cálcio 0,5 mol L-1 a pH 7,0, em laboratórios de análise de solo no Brasil. No entanto, tornam-se imprescindíveis estudos regionalizados para estimar com segurança os valores da acidez potencial. Este trabalho objetivou ajustar uma equação de regressão com boa capacidade preditiva dos valores de H+Al, a partir da medida do pH(SMP), para solos do Estado da Paraíba, visando sua utilização em análises de rotina para estimar a acidez potencial. Foram utilizadas 90 amostras de solo coletadas nas várias regiões do Estado. Essas amostras foram analisadas para pH(H2O), pH(SMP), H+Al e pH do sobrenadante da solução de acetato de cálcio. Foram observadas estreitas correlações quadrática simples do pH de equilíbrio da suspensão de acetato de cálcio com a acidez potencial e linear simples com o pH(SMP), com elevada capacidade preditiva (R2 = 0,93 e R2 = 0,95, respectivamente). Os resultados permitiram concluir que a acidez potencial (H+Al), expressa em cmolc dm-3 pode ser estimada pelo método do pH(SMP), por meio da equação H+Al = 57,108 -13,338** SMP + 0,7637** SMP2 (R2 = 0,87).

Due to its analytical practicality, the SMP buffer solution method has been widely used in Brazilian soil laboratories in estimation of soil potential acidity (H+Al) instead of the extracted by 0.5 mol L-1 calcium acetate solution. However, regionalized studies are indispensable for reliably estimating values of potential acidity. The aim of this study was to fit a regression equation with good predictive capacity of the H+Al values based on measurement of the pH(SMP) for soils of the State of Paraiba, Brazil so as to use it in routine analyses for determination of potential acidity. We used 90 soil samples taken from several regions of the state. These samples were analyzed for pH(H2O), pH(SMP), H+Al, and pH of the supernatant of the calcium acetate solution. Close simple quadratic correlation was observed of the equilibrium pH of the calcium acetate suspension with potential acidity, and simple linear correlation with pH(SMP), with high predictive capacity (R2 = 0.93 and R2 = 0.95, respectively). The results indicated that the equation H+Al = 57.108 -13.338** SMP + 0.7637** SMP2 (R2 = 0.87), expressing the H+Al values in cmolc dm-3, can be used to predict potential acidity using the pH SMP method.