Atividade microbiana do solo sob aplicação de doses de potássio e nitrogênio

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O trabalho teve como objetivo avaliar a atividade da biomassa microbiana do solo sob aplicação de doses de cloreto de potássio associado à aplicação de sulfato de amônio

Autores: Nayara Ellane Pereira Viana(1); David Gabriel Campos Pereira(2); Isadora Alves Santana(2); Ariomar Rodrigues dos Santos(3); Marcio Mahmoud Megda (4); Michele Xavier Vieira Megda(4)

Trabalho publicado nos Anais do evento e divulgado com a autorização dos autores.

RESUMO

A utilização de adubos com elevado índice salino é um dos principais fatores que interferem nas propriedades microbiológicas do solo. O objetivo deste trabalho foi avaliar a atividade da biomassa microbiana do solo sob o efeito da aplicação de doses de cloreto de potássio e sulfato de amônio. O experimento foi realizado em condições de incubação aeróbica, no laboratório de solos da Universidade Estadual de Montes Claros – Campus Janaúba – MG, em solo classificado como Latossolo vermelho distrófico.

Os tratamentos avaliados foram constituídos por cinco doses de potássio (0, 50, 100, 200 e 400 mg dm-3 de K2O) aplicadas na forma de cloreto de potássio e duas doses de nitrogênio (200 e 400 mg dm-3 de N) aplicadas na forma de sulfato de amônio. A quantificação do CO2 evoluído foi realizada pelo método da respirometria aos 30 e 90 dias após a aplicação dos tratamentos. Houve diferença entre os tratamentos relacionados às doses de KCl aos 30 dias após a incubação, sendo a dose de 200 mg dm-3 de K2O a que proporcionou maior atividade microbiana no solo. Não foi observado efeito significativo das doses de N nesse período.

No entanto, aos 90 dias as doses de 400 e 50 mg dm-3 de K2O foram as que apresentaram menor respiração para os tratamento com 200 e 400 mg dm-3 de N respectivamente. Comparando-se os dois períodos houve aumento na atividade microbiana para os tratamentos.

Termos de indexação: respirometria, adubação potássica, salinidade.

INTRODUÇÃO

O manejo inadequado dos solos aliado ao uso intensivo de fertilizantes, especialmente os clorados tem contribuído para o aumento de áreas agrícolas com problemas de salinidade. Deste modo a salinização do solo afeta o desempenho das plantas através de déficit hídrico, toxidez provocadas por íons, desequilíbrio nutricional e indiretamente mediando competições inter-específicas (Pennings & Callaway, 1992). Vale salientar que o elevado acúmulo do íon cloreto possui potencial efeito biocida no solo, causando sérios danos à biomassa microbiana, pois em condições de elevada salinidade podem limitar a presença e atividade dos microrganismos no solo, que são partes integrantes dos processos de decomposição e de ciclagem dos nutrientes (Vieira-Megda et al., 2014).

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O aumento da concentração de sais, portanto, tem efeito prejudicial em processos biológicos ocorridos no solo como a mineralização do C e N. Dessa forma, a avaliação da atividade microbiana em solos salinos é de grande relevância uma vez que os microrganismos do solo têm sido utilizados como bioindicadores eficientes para mensurar a qualidade do solo, já que refletem a qualidade ambiental do agroecossistema (Araújo & Monteiro, 2007).

Determinar a quantidade de carbono liberado por meio da respirometria é um método eficaz, tendo como objetivo avaliar o CO2 resultante da decomposição da matéria orgânica pela comunidade microbiana aeróbia do solo. Permitindo quantificar o carbono que está sendo degradado no solo e verificar se o manejo do solo adotado está ou não comprometendo a atividade microbiana no solo. Neste sentido, o presente trabalho teve como objetivo avaliar a atividade da biomassa microbiana do solo sob aplicação de doses de cloreto de potássio associado à aplicação de sulfato de amônio.

MATERIAL E MÉTODOS

O experimento foi conduzido em condições de incubação aeróbia, no laboratório de Fertilidade do Solo da Universidade Estadual de Montes Claros (UNIMONTES) – Campus de Janaúba. Para a implantação do experimento foram coletadas amostras de solo na camada de 0-20 cm de um Latossolo Vermelho distrófico localizado próximo a cidade de Riacho dos Machados, norte de Minas Gerais. Após a coleta, o solo foi levado para secagem ao ar e destorroado, sendo posteriormente passado em peneira de malha 2 mm. Posteriormente, procedeu-se a correção da umidade do solo para 60% da capacidade máxima de retenção de água, adicionando-se 10 g de água destilada (em massa). Com o objetivo de elevar a saturação por bases para 70% foi adicionado ao solo CaCO3, mantendo-o em condições de incubação aeróbica.

O delineamento experimental foi o inteiramente casualizado com 4 repetições, constituindo de um fatorial de 5×2, sendo: 5 doses de cloreto de potássio (0, 50,100, 200 e 400 mg dm-3 de K2O), e duas doses de sulfato de amônio (200 e 400 mg dm-3 de N). As avaliações ocorreram aos 30 e 90 dias após a incubação com os tratamentos.

A quantificação do CO2 foi realizada segundo metodologia de respirometria adaptada de Curl & Rodriguez-Kabana (1972) e Stotzky (1965). As amostras de solo previamente incubadas (50g na base seca) foram acondicionadas em recipientes plásticos de 500 cm-3. Uma alíquota de 10 mL da solução de NaOH 0,5 M foi utilizada para capturar o CO2 emitido no processo de respiração, seguida da titulação realizada com solução de HCl 0,25M na presença de indicador (fenolftaleína 1%).

Os dados foram submetidos à análise de variância pelo Teste F a 5% de probabilidade (*) e análises de regressão em função da sua significância.

RESULTADOS E DISCUSSÃO

As doses de potássio aplicadas nos dois períodos avaliados influenciaram a evolução do CO2, o qual representa a atividade microbiana do solo, considerando que o C-orgânico é a principal fonte de energia para os mesmos.

Conforme a Figura 1, houve diferença significativa entre os tratamentos em função do aumento das doses de potássio associadas à aplicação de N na atividade microbiana do solo aos 30 dias após a aplicação dos tratamentos, sendo esse efeito representado pelo modelo quadrático de regressão. Observa-se que o aumento da dose de KCl no solo levou a aumento na atividade microbiana, no qual, com base na regressão ajustada encontrada, doses de 300 e 355 mg dm-3 de K2O proporcionam maiores emissões de CO2 (26,43 e 31,07 cm-3 de solo) respectivamente para as doses 200 e 400 mg dm-3 de N, quando comparado a parcela controle (17,2 e 18,1 mg 100 cm-3 de solo). Evidenciando que a maior dose de N (400 mg dm-3) aplicada no tratamento de 200 mg dm-3 de K2O proporcionou maior atividade respiratória, comparada ao tratamento de 200 mg dm-3 de K2O para a dose 200 mg dm-3 de N.

Esse resultado (Figura 1) sugere que as doses de K2O estudadas, levaram a um efeito depressivo na atividade microbiana do solo, que pode ser explicado devido ao excesso de sais no solo, em especial do íon Cl-, causando toxidez aos microrganismos. De acordo Chen & Wong (2004), mesmo em pequenas concentrações o ânion cloreto pode ser tóxico aos microrganismos do solo, levando ao rompimento das células e a morte dos mesmos.

Figura 1. C-CO2 evoluído (mg/100 cm³ de solo) aos 30 dias após a aplicação de cloreto de potássio e sulfato de amônio em Latossolo Vermelho distrófico.

Na figura 2, observa-se um aumento na atividade microbiana aos 90 dias após a incubação para os tratamentos quando comparados a Figura 1. Nota-se que houve diferença significativa entre os tratamentos em função do aumento das doses de potássio associadas à aplicação de N na atividade microbiana do solo. No qual, o aumento da dose de KCl no solo levou a redução na atividade microbiana para o tratamento submetido a dose 200 mg dm-3 de N (Figura 2), sendo o tratamento de 400 mg dm-3 de K2O o que promoveu menores emissões de CO2 (37,9 mg 100 cm-3 de solo) quando comparado a parcela controle (51,5 mg 100 cm-3 de solo).

Desse modo, esse decréscimo nas emissões de CO2 (Figura 2) pelo processo de respiração deve-se ao fato de os microrganismos serem afetados pelo efeito tóxico das doses de K2O que interferem na sua atividade. Apesar de ser considerado um elemento essencial, o cloro quando em excesso pode formar compostos altamente oxidativos capazes de oxidar e degradar as células dos tecidos vivos, com consequente morte dos microrganismos do solo (Kandeler, 1993).

Ao analisar a atividade respiratória aos 90 dias (Figura 2) do tratamento submetido a 400 mg dm-3 de N, observa-se pela regressão quadrática ajustada que 250 mg dm-3 de K2O promove maiores emissões de CO2 (46,49 mg 100 cm-3 de solo) quando comparado a parcela controle (34 mg 100 cm-3 de solo). Demonstrando o efeito inverso ao tratamento do tratamento submetido a 200 mg dm-3 de N, uma vez que maior aporte de N disponível quando associado a fonte de potássio favorece maior desenvolvimento da microbiota do solo, amenizando o efeito nocivo da aplicação de elevadas doses de fertilizantes potássicos na atividade microbiana ao longo do tempo. Segundo Della Bruna, et al. (1991) e Minhoni et al. (1990), a adição desses elementos minerais estimula a atividade dos microrganismos do solo, uma vez que aplicação de nitrogênio favorece o desenvolvimento da comunidade de microrganismos responsáveis pela decomposição da matéria orgânica no solo em relação ao solo sem a adição dos fertilizantes.

No entanto, pode-se afirmar, por meio do modelo de regressão quadrática obtido na Figura 2, que o aumento excessivo das doses de potássio na forma de KCl tendem, consequentemente, a reduzir a atividade microbiana no solo.

Figura 2. C-CO2 evoluído (mg/100 cm³ de solo) aos 90 dias após a aplicação de cloreto de potássio e sulfato de amônio em Latossolo Vermelho distrófico.

CONCLUSÕES

O incremento nas doses de KCl promoveu aumento na atividade microbiana (maior emissão de CO2) para o período de 30 dias (para ambas as doses de N) até a dose de 300 mg dm-3 de K2O.

Após 90 dias da aplicação dos tratamentos, o aumento das doses de KCl promoveu redução linear na atividade microbiana para a dose de 200 mg dm³ de N e tendência de queda a partir da dose de 400 mg dm-3 de K2O quando associada a aplicação de 400 mg dm³ de N. Comparando-se os dois períodos houve aumento na atividade microbiana em relação ao tempo após aplicação dos tratamentos.

AGRADECIMENTOS

À Universidade Estadual de Montes Claros (UNIMONTES) – Campus Janaúba, pelo apoio científico para a realização da pesquisa, à FAPEMIG pela concessão de bolsa e ao IF BAIANO- Campus Bom Jesus da Lapa pelo apoio financeiro.

REFERÊNCIAS

ARAÚJO, A. S. F; MONTEIRO, R. T. R. Indicadores biológicos de qualidade do solo. Bioscience Journal, v. 23, p. 66-67, 2007.

CHEN, G.H.; WONG, M.T.Impact of increased chloride concentration on nitrifying activated sludge cultures. Journal of Environmental Engineering, Reston,v.130, p. 116–125, 2004.

CHRISTENSEN, N.W.; TAYLOR, R.G.; JACKSON, T.L.; MITCHELL, B.L. Chloride effects on water potentials and yield of winter wheat infected with take-all root rot. Agronomy Journal, Madison,v. 73, p. 1053-1058, 1981

CURL, E.A. & RODRIGUEZ-KABANA, R. Microbial interactions. In: WILKINSON, R.E., ed. Research methods in weed science. Atlanta, Southern Weed Science Society, 1972. p.162-194.

DELLA BRUNA, E. et al. Atividade da microbiota de solos adicionados de serapilheira de eucalipto e de nutrientes. Revista Brasileira de Ciência do Solo, v. 15, p. 15-20, 1991.

KANDELER, E. Bodenbiologische Arbeitsmethoden. Heidelberg: Springer-Verlag, 1993. 377 p.

MINHONI, M.T.A., EIRA, A.F., CARDOSO, E.J.B.N. Efeitos da adição de N e P sobre a decomposição de diferentes tipos de material orgânico no solo. Revista Brasileira de Ciência do Solo, v.14, p.297-304, 1990.

Vieira-Megda, M.X.; Trivelin, P.C.O.; Mariano, E.; Leite, J.M.; Megda, M.M. Chloride ion as nitrification inhibitor and its biocidal potential in soils. Soil Biology and Biochemistry, v. 72, p. 84-87, 2014.

Informações dos autores:  

(1)Estudante de Mestrado do programa de Pós-Graduação em Produção Vegetal no Semiárido; Universidade Estadual de Montes Claros; Campus Janaúba – Minas Gerais;

(2) Estudante de Graduação, Universidade Estadual de Montes Claros;

(3) Professor(a); Universidade Estadual de Montes Claros;

(4) Professor, Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Baiano

Disponível em: Anais do XXX CONGRESSO BRASILEIRO DE AGRONOMIA, Fortaleza – CE, Brasil,2017.

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