Acessibilidade / Reportar erro

Atributos biológicos indicadores da qualidade do solo em sistemas de manejo na região do cerrado no sul do estado de Goiás

Biological indicator attributes of soil quality under management systems in the cerrado region of the southern Goiás state, Brazil

Resumos

O estudo da quantidade e da atividade da biomassa microbiana pode fornecer subsídios importantes para o planejamento do uso correto da terra, considerando a natureza dinâmica dos microrganismos do solo. Este trabalho objetivou verificar alterações em atributos biológicos indicadores da qualidade do solo na adoção de sistemas de manejo em áreas originalmente sob cerrado nativo, e selecionar os atributos com melhor desempenho em indicar tais alterações. Amostras de solo foram coletadas em três profundidades (0-10, 10-20 e 20-40 cm) em Latossolo Vermelho distrófico típico textura argilosa no município de Morrinhos (GO). Foram selecionadas cinco propriedades agrícolas, baseadas na sua representatividade para a região com relação ao histórico de uso e às características dos sistemas de manejo adotados. Estes consistiram de: cerrado nativo, pastagem, plantio direto, plantio direto com histórico de gradagem superficial, plantio convencional de longa duração e plantio convencional recente após pastagem. O cerrado nativo foi tomado como referência, uma vez que todos os sistemas foram instalados em área originalmente de cerrado. Foram avaliados: carbono da biomassa microbiana (Cmic), respiração basal, quociente metabólico (qCO2) e relação Cmic/CO. Em adição, foram avaliados o carbono orgânico total (CO) e alguns atributos de fertilidade do solo. A adoção dos sistemas agrícolas e da pastagem reduziu os teores de Cmic na camada superficial, em relação ao cerrado nativo. Excetuando o sítio sob cerrado, o maior valor de Cmic foi observado na pastagem e o menor no plantio convencional de longa duração. Não foram observadas diferenças significativas entre os sistemas de manejo para respiração basal e qCO2. O Cmic indicou alterações significativas na instalação de sistemas de manejo em relação ao cerrado nativo e, embora tenha apontado diferenças apenas entre dois dos cinco sistemas cultivados, foi indicativo de maior equilíbrio da microbiota do solo no cerrado.

sustentabilidade; plantio convencional; plantio direto; matéria orgânica


Due to the dynamic nature of soil microorganisms, the study of microbial biomass quantity and activity can furnish important information for the planning of adequate land use. The objective of this work was to verify alterations in biological attributes of soil quality indicators after the adoption of management systems in originally native cerrado areas, and to select the attributes with the best performance of indicating such alterations. Soil samples were collected at three depths (0-10, 10-20, and 20-40 cm) in a clayey texture, typic Dystrophic Red Latosol (Oxisol) in Morrinhos county, Goiás State. Five farms were chosen, based on their representativeness for the region in relation to their history of use and the characteristics of the adopted management systems. These systems included: native cerrado, pasture, no-till, no-till with a history of superficial harrowing, long-term conventional tillage, and recent conventional tillage following pasture. The native cerrado was considered reference, once all test areas had originally been covered by this vegetation type. The following attributes were evaluated: carbon of microbial biomass (Cmic), basal respiration, metabolic quotient (qCO2) and Cmic/OC ratio. In addition, the total organic carbon (OC) and some soil fertility attributes were evaluated. The introduction of agricultural systems and pasture reduced the Cmic amounts in the surface layer in comparison to the native cerrado. Without considering the site under cerrado, the highest Cmic value was observed in the pasture and the lowest one in the long-term conventional tillage soil. No significant differences in basal respiration and qCO2 values were observed among the management systems. The Cmic indicated significant alterations caused by the implantation of management systems in relation to the native cerrado. Though it had revealed differences only between two of the five cultivated systems, the Cmic was an indicator for a higher microbiota equilibrium in the soil under cerrado.

sustainability; conventional tillage; no-till; soil organic matter


SEÇÃO III - BIOLOGIA DO SOLO

Atributos biológicos indicadores da qualidade do solo em sistemas de manejo na região do cerrado no sul do estado de Goiás(1 (1 ) Parte da Tese de Mestrado do primeiro autor, apresentada ao Departamento de Ciência do Solo, Universidade Federal de Lavras - UFLA. Trabalho apresentado no XXVIII Congresso Brasileiro de Ciência do Solo, Londrina (PR), 1 a 6 de julho de 2001. )

Biological indicator attributes of soil quality under management systems in the cerrado region of the southern Goiás state, Brazil

A. F. D'AndréaI; M. L. N. SilvaII; N. CuriIII; J. O. SiqueiraIII; M. A. C. CarneiroIV

IProfessor do Centro Federal de Educação Tecnológica - CEFET de Urutai. Fazenda Palmital, Km 2,5, CEP 75790-000 Urutai (GO). E-mail: dandrea@ufla.br

IIProfessor Adjunto do Departamento de Ciência do Solo, Universidade Federal de Lavras - UFLA. Caixa Postal 37, CEP 37200-000 Lavras (MG). Bolsista do CNPq. E-mail: marx@ufla.br

IIIProfessor Titular do Departamento de Ciência do Solo, UFLA. Bolsista do CNPq. E-mails: niltcuri@ufla.br; siqueira@ufla.br

IVProfessor Adjunto do Centro de Ciências Agrárias e Biológicas, Campus Avançado de Jatai, Universidade Federal de Goiás - UFG. Br 364 Km 192, CEP 75800-000 Jatai (GO). E-mail: mcarbone@jatai.ufg.ub

RESUMO

O estudo da quantidade e da atividade da biomassa microbiana pode fornecer subsídios importantes para o planejamento do uso correto da terra, considerando a natureza dinâmica dos microrganismos do solo. Este trabalho objetivou verificar alterações em atributos biológicos indicadores da qualidade do solo na adoção de sistemas de manejo em áreas originalmente sob cerrado nativo, e selecionar os atributos com melhor desempenho em indicar tais alterações. Amostras de solo foram coletadas em três profundidades (0-10, 10-20 e 20-40 cm) em Latossolo Vermelho distrófico típico textura argilosa no município de Morrinhos (GO). Foram selecionadas cinco propriedades agrícolas, baseadas na sua representatividade para a região com relação ao histórico de uso e às características dos sistemas de manejo adotados. Estes consistiram de: cerrado nativo, pastagem, plantio direto, plantio direto com histórico de gradagem superficial, plantio convencional de longa duração e plantio convencional recente após pastagem. O cerrado nativo foi tomado como referência, uma vez que todos os sistemas foram instalados em área originalmente de cerrado. Foram avaliados: carbono da biomassa microbiana (Cmic), respiração basal, quociente metabólico (qCO2) e relação Cmic/CO. Em adição, foram avaliados o carbono orgânico total (CO) e alguns atributos de fertilidade do solo. A adoção dos sistemas agrícolas e da pastagem reduziu os teores de Cmic na camada superficial, em relação ao cerrado nativo. Excetuando o sítio sob cerrado, o maior valor de Cmic foi observado na pastagem e o menor no plantio convencional de longa duração. Não foram observadas diferenças significativas entre os sistemas de manejo para respiração basal e qCO2. O Cmic indicou alterações significativas na instalação de sistemas de manejo em relação ao cerrado nativo e, embora tenha apontado diferenças apenas entre dois dos cinco sistemas cultivados, foi indicativo de maior equilíbrio da microbiota do solo no cerrado.

Termos de indexação: sustentabilidade, plantio convencional, plantio direto, matéria orgânica.

SUMMARY

Due to the dynamic nature of soil microorganisms, the study of microbial biomass quantity and activity can furnish important information for the planning of adequate land use. The objective of this work was to verify alterations in biological attributes of soil quality indicators after the adoption of management systems in originally native cerrado areas, and to select the attributes with the best performance of indicating such alterations. Soil samples were collected at three depths (0-10, 10-20, and 20-40 cm) in a clayey texture, typic Dystrophic Red Latosol (Oxisol) in Morrinhos county, Goiás State. Five farms were chosen, based on their representativeness for the region in relation to their history of use and the characteristics of the adopted management systems. These systems included: native cerrado, pasture, no-till, no-till with a history of superficial harrowing, long-term conventional tillage, and recent conventional tillage following pasture. The native cerrado was considered reference, once all test areas had originally been covered by this vegetation type. The following attributes were evaluated: carbon of microbial biomass (Cmic), basal respiration, metabolic quotient (qCO2) and Cmic/OC ratio. In addition, the total organic carbon (OC) and some soil fertility attributes were evaluated. The introduction of agricultural systems and pasture reduced the Cmic amounts in the surface layer in comparison to the native cerrado. Without considering the site under cerrado, the highest Cmic value was observed in the pasture and the lowest one in the long-term conventional tillage soil. No significant differences in basal respiration and qCO2 values were observed among the management systems. The Cmic indicated significant alterations caused by the implantation of management systems in relation to the native cerrado. Though it had revealed differences only between two of the five cultivated systems, the Cmic was an indicator for a higher microbiota equilibrium in the soil under cerrado.

Index terms: sustainability, conventional tillage, no-till, soil organic matter.

Texto completo disponível apenas em PDF.

Full text available only in PDF format.

AGRADECIMENTOS

Ao Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq, pelo auxílio financeiro ao projeto. Aos produtores rurais do sul do estado de Goiás, pelas facilidades concedidas durante os trabalhos de campo e pela permissão de uso das áreas cultivadas, as quais serviram de base para o desenvolvimento deste projeto.

LITERATURA CITADA

Recebido para publicação em junho de 2001

Aprovado em agosto de 2002

  • ALEF, K. & NANNIPIERI, P., eds. Methods in applied soil microbiology and biochemistry. London, Academic Press, 1995. 576p.
  • ALEXANDER, M. Introducción a la microbiologia del suelo. México, D.F., Libros y Editoriales, 1980. 491p.
  • ANDERSON, J.P.E. & DOMSCH, K.H. The metabolic quotient (qCO2) as a specific activity parameter to assess the effects of environmental conditions, such as pH, on the microbial biomass of forest soils. Soil Biol. Biochem., 25:393-395, 1993.
  • BALOTA, E.L.; COLOZZI-FILHO, A.; ANDRADE, D.S. & HUNGRIA, M. Biomassa microbiana e sua atividade em solos sob diferentes sistemas de preparo e sucessão de culturas. R. Bras. Ci. Solo, 22:641-649, 1998.
  • CARVALHO FILHO, A.; MOTTA, P.E.F.; CHAGAS, C. S.; KER, J.C.; BLANCANEAUX, P.; CARVALHO Jr., W.; AMABILE, R.F.; COSTA, L.D. & PEREIRA, N.R. A cobertura pedológica e as interações com as rochas, o relevo e a cobertura vegetal. In: BLANCANEAUX, P., ed. Interações ambientais no Cerrado: microbacia piloto de Morrinhos, estado de Goiás, Brasil. Brasília, Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária, 1998. p.69-143.
  • CARVALHO, Y. Densidade e atividade dos microrganismos do solo em plantio direto e convencional na região de Carambeí (PR). Curitiba, Universidade Federal do Paraná, 1997. 108p. (Tese de Mestrado)
  • DAY, P.R. Particle fractionation and particle-size analysis. In: BLACK, C.A. Methods of soil analysis. Madison, American Society of Agronomy, 1965. v.1, p.545-566.
  • DICK, R.P.; BREAKWELL, D.P. & TURCO, R.F. Soil enzyme activities and biodiversity measurements as integrative microbiological indicators. In: DORAN, J.W. & JONES, A.J., eds. Methods for assessing soil quality. Madison, Soil Science Society of America, 1996. p.247-272. (SSSA Special Publication, 49)
  • DORAN, J.W. Soil microbial and biochemical changes associated with reduced tillage. Soil Sci. Soc. Am. J., 44:765-771, 1980.
  • DORAN, J.W. & PARKIN, T.B. Defining and assessing soil quality. In: DORAN, J.W.; COLEMAN, D.C.; BEZDICEK, D.F.; STEWART, B.A., eds. Defining soil quality for a sustainable environment. Madison, Soil Science Society of America, 1994. p.3-21. (SSSA Special Publication, 35)
  • DORAN, J.W. & PARKIN, T.B. Quantitative indicators of soil quality: a minimum data set. In: DORAN, J.W & JONES, A.J., eds. Methods for assessing soil quality. Madison, Soil Science Society of America, 1996. p.25-37. (SSSA Special Publication, 49)
  • DUXBURY, J.M.; SMITH, M.S.; DORAN, J.W; JORDAN, C.; SZOTT, L. & VANCE, E. Soil organic matter as a source and sink of plant nutrients. In.: COLEMAN, D.C.; OADES, J.M. & UEHARA, G., eds. Dynamics of soil organic matter in tropical ecosystems. Honolulu, Niftal Project, 1989. p.33-67.
  • EMPRESA BRASILEIRA DE PESQUISA AGROPECUÁRIA - EMBRAPA. Centro Nacional de Pesquisa de Solos. Sistema brasileiro de classificação de solos. Brasília, Rio de Janeiro, 1999. 412p.
  • EMPRESA BRASILEIRA DE PESQUISA AGROPECUÁRIA - EMBRAPA. Serviço Nacional de Levantamento e Conservação de Solo. Manual de métodos de análise de solo. Rio de Janeiro, Ministério da Agricultura, 1997. 212p.
  • FEIGL, B.J.; SPARLING, G.P.; ROSS, D.J. & CERRI, C.C. Soil microbial biomass in Amazonian soils: evaluation of methods and estimates of pool sizes. Soil Biol. Biochem., 27:1467-1472, 1995.
  • FERNANDES, S.A.P. Propriedades do solo na conversão de floresta em pastagem fertilizada e não fertilizada com fósforo na Amazônia (Rondônia). Piracicaba, Universidade de São Paulo, 1999. 131p. (Tese de Mestrado)
  • FERREIRA, D.F. Análises estatísticas por meio do SISVAR (Sistema para análise de variância) para Windows versão 4.0. In: REUNIÃO ANUAL DA REGIÃO BRASILEIRA DA SOCIEDADE INTERNACIONAL DE BIOMETRIA, 45., São Carlos, 2000. Anais. São Carlos, Universidade de São Carlos, 2000. p.255-258.
  • FREITAS, P.L. & BLANCANEAUX, P. Avaliação sobre os aspectos climatológicos e hidrológicos da microbacia piloto de Goiás, Morrinhos. In.: BLANCANEAUX, P., ed. Interações ambientais no Cerrado: microbacia piloto de Morrinhos, estado de Goiás, Brasil. Brasília, Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária, 1998, p.31-52.
  • GAMA-RODRIGUES, E.F.; GAMA-RODRIGUES, A.C. & BARROS, N.F. Biomassa microbiana de carbono e de nitrogênio de solos sob diferentes coberturas florestais. R. Bras. Ci. Solo, 21: 361-365, 1997.
  • GERALDES, A.P.A.; CERRI, C.C. & FEIGL, B.J. Biomassa microbiana de solo sob pastagens na Amazônia. R. Bras. Ci. Solo, 19:55-60, 1995.
  • GRANATSTEIN, D. & BEZDICEK, D.F. The need for a soil quality index: local and regional perspectives. Am. J. Altern. Agric., 7:12-16, 1992.
  • ISLAM, K.R. & WEIL, R.R. Soil quality indicator properties in mid-Atlantic soils as influenced by conservation management. J. Soil Water Conserv., 55:69-79, 2000.
  • KIMPE, C.R. & WARKENTIN, B.P. Soil functions and the future of natural resourses. In.: BLUME, H.P.; EGER, H.; FLEISHHAUER, E.; HEBEL, A.; REIJ, C. & STEINER, K.G., eds. Towards sustainable land use - Furthering cooperation between people and institutions. Advances Geoecol., 31:3-10, 1998.
  • LIMA, V.C.; LIMA, J.M.J.C.; EDUARDO, B.J.F.P. & CERRI, C.C. Conteúdo de carbono e biomassa microbiana em agrossistemas: comparação entre métodos de preparo do solo. Agrárias, 13:297-302, 1994.
  • MaC DONALD, R.M. Extraction of microorganisms from soil. Biol. Agric. Hortic., 3:361-365, 1986.
  • MARCHIORI JÚNIOR, M. & MELO, W.J. Carbono, carbono da biomassa microbiana e atividade enzimática em um solo sob mata natural, pastagem e cultura do algodoeiro. R. Bras. Ci. Solo, 23: 257-263, 1999.
  • MENDES, I.C.; CARNEIRO, R.G.; CARVALHO, A.M.; VIVALDI, L. & VARGAS, M.A.T. Biomassa C e atividade microbiana em solos de cerrado sob plantio direto e plantio convencional. Planaltina, 1999. 5p. (Pesquisa em andamento - EMBRAPA Cerrados, 5)
  • MOREIRA, F.M.S. & SIQUEIRA, J.O. Microbiologia e bioquímica do solo. Lavras, Universidade Federal de Lavras, 2002. 625p.
  • PARKIN, T.B.; DORAN, J.W. & FRANCO-VIZCAÍNO, E. Field and laboratory tests of soil respiration. In: DORAN, J.W. & JONES, A.J., eds. Methods for assessing soil quality. Madison, Soil Science Society of America, 1996. p.231-245. (SSSA Special Publication, 49)
  • PROJETO RADAMBRASIL. Folha SE. 22. Goiânia: geologia, geomorfologia, pedologia, vegetação e uso potencial da terra. Rio de Janeiro, 1983. 768p.
  • REID, J.B. & GOSS, M.J. Changes in the aggregate stability of a sandy loam effected by growing roots of perennial ryegrass (lolium-perenne). J. Sci. Food Agric., 31:325-328, 1980.
  • RICE, C.W.; MOORMAN, T.B. & BEARE, M. Role of microbial biomass carbon and nitrogen in soil quality. In: DORAN, J.W. & JONES, A.J., eds. Methods for assessing soil quality. Madison, Soil Science Society of America, 1996. p.203-215. (SSSA Special Publication, 49)
  • ROVIRA, A.D. Microbiology of pasture soils and some effects of microorganisms on pasture plants. In.: WILSON, J.R.,ed. Plant relation in pastures. Melbourne, CSIRO, 1978. p.95-110.
  • SAS INSTITUTE. SAS User's guide: statistics. 5.ed. Cary, 1985. 956p.
  • SILVA-FILHO, G.N. & VIDOR, C. As práticas de manejo de solo na população microbiana. R. Bras. Ci. Solo, 8:291-296, 1984.
  • SMITH, J.L. & PAUL, E.A. The significance of soil microbial biomass estimations. In.: BOLLAG, J.M. & STOTSKY, G. Soil biochemistry. New York, Marcel Dekker, 1990. p.357-398.
  • SPARLING, G.P. Ratio of microbial biomass carbon to soil organic carbon as a sensitive indicator of changes in soil organic matter. Aust. J. Soil Res., 30:195-207, 1992.
  • TEIXEIRA, S.M.; MILHOMEM, A.; FREITAS, P.L. & BLANCANEAUX, P. Microbacias hidrográficas e desenvolvimento rural. Uma abordagem socioeconômica. In: BLANCANEAUX, P., ed. Interações ambientais no Cerrado: microbacia piloto de Morrinhos, estado de Goiás, Brasil. Brasília, Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária, 1998. p.261-282.
  • TURCO, R.F.; KENNEDY, A.C. & JAWSON, M.D. Microbial indicators of soil quality. In: DORAN, J.W.; COLEMAN, D.C.; BEZDICEK, D.F. & STEWART, B.A., eds. Defining soil quality for a sustainable environment. Madison, Soil Science Society of America, 1994. p.73-90. (SSSA Special Publication, 35)
  • VANCE, E.D.; BROOKES, P.C. & JENKINSON, D.S. An extraction method for measuring soil microbial biomass C. Soil Biol. Biochem, 19:703-707, 1987.
  • VARGAS, L.K. & SCHOLLES, D. Biomassa microbiana e produção de C-CO2 e N mineral de um Podzólico Vermelho-Escuro submetido a diferentes sistemas de manejo. R. Bras. Ci. Solo, 24:35-42, 2000.
  • VASCONCELLOS, C.A.; CAMPOLINA, D.C.A.; SANTOS, F.G.; EXEL PITTA, G.V. & MARRIEL, I.E. Resposta da soja e da biomassa de carbono do solo aos resíduos de cinco genótipos de sorgo. R. Bras. Ci. Solo, 23:69-77, 1999.
  • VENZKE FILHO, S.P. Microbiota e sua atividade em uma cronosseqüência sob sistema plantio direto. Piracicaba, Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz, 1999. 65p. (Tese de Mestrado)
  • VETTORI, L. Métodos de análise de solo. Rio de Janeiro, Ministério da Agricultura, 1969. 24p. (Boletim Técnico, 7)
  • WALKLEY, A. & BLACK, I.A. An examination of the Degtjareff method for determinig soil organic matter and a proposed modification of the chromic acid titration method. Soil Sci., 37:29-38, 1934.
  • (1
    ) Parte da Tese de Mestrado do primeiro autor, apresentada ao Departamento de Ciência do Solo, Universidade Federal de Lavras - UFLA. Trabalho apresentado no XXVIII Congresso Brasileiro de Ciência do Solo, Londrina (PR), 1 a 6 de julho de 2001.
  • Datas de Publicação

    • Publicação nesta coleção
      29 Set 2014
    • Data do Fascículo
      Dez 2002

    Histórico

    • Aceito
      Ago 2002
    • Recebido
      Jun 2001
    Sociedade Brasileira de Ciência do Solo Secretaria Executiva , Caixa Postal 231, 36570-000 Viçosa MG Brasil, Tel.: (55 31) 3899 2471 - Viçosa - MG - Brazil
    E-mail: sbcs@ufv.br