O propósito deste trabalho foi avaliar o efeito da qualidade do resíduo e a desagregação do solo na quantificação da biomassa microbiana.
Autores: Cristhian Hernandez Gamboa¹; Fabíola Carenhatto Ferreira²; Cimélio Bayer³
Introdução
A Biomassa Microbiana (CBM) é considerada o segmento vivo da matéria orgânica do solo
(MOREIRA; SIQUIERA, 2006) e seu estudo tem despertado interesse pela sensibilidade às práticas de manejo, convertendo-se em um importante indicador de mudanças no solo (DIONÍSIO et al., 2016). No plantio direto o uso de sistemas de culturas que incluem leguminosas e gramíneas no inverno e no verão é uma prática de manejo que melhora a qualidade dos resíduos deixados em cobertura sobre o solo, podendo afetar as populações microbianas em função da sua maior labilidade. A quantificação do CBM pelo método da Respiração Induzida pelo Substrato RIS (ANDERSON; DOMSCH, 1978), tem como princípio quantificar o CBM a partir da metabolização da glucose (substrato adicionado) pelos microorganismos aeróbicos ativos no solo (HOPPER, 2005).
Durante as primeiras horas após a adição do substrato não se tem um crescimento significativo das populações microbianas, o que permite o estabelecimento de uma relação direta proporcional entre a resposta respiratória obtida e a quantidade de biomassa microbiana ativa no solo, facilitando a conversão do CO2 h-1 em C de biomassa microbiana (ANDERSON; DOMSCH, 1978). Uma das atividades no pré-tratamento da amostra de solo (prévio à adição de substrato) consiste na sua desagregação e peneiragem em malha 2 mm, ação que pode expor compostos orgânicos aos microrganismos, os quais em solo com estrutura indeformada poderiam estar indisponíveis devido à proteção física da matéria orgânica por oclusão, induzindo assim o crescimento de populações microbianas. Isto, por sua vez, poderia superestimar a biomassa microbiana ativa no solo. O propósito deste trabalho foi avaliar o efeito da qualidade do resíduo e a desagregação do solo na quantificação da biomassa microbiana.
Material e Métodos
Foi coletado solo da camada 0-5 cm de 4 sistemas de culturas sob plantio direto com diferentes níveis de qualidade do resíduo, num experimento de 35 anos, na Estação Experimental da UFRGS, no Rio Grande do Sul, Brasil. Os sistemas de culturas foram: sistema de cultura de baixa qualidade aveia/milho, (A/M); de média qualidade aveia- vica/milho, (AV/M), e de alta qualidade aveia- vica/milho-caupi, (AV/MC), além de dois manejos adicionais, um solo que não é cultivado e que apresenta baixa cobertura vegetal, sem revolvimento do solo, que foi chamado de descoberto (DESC), e uma pastagem permanente de pangola (PANG). Amostras indeformadas de solo foram coletadas e levadas ao laboratório; uma parte foi desagregada e peneirada a 2 mm e outra teve sua estrutura conservada.
Realizou-se calibração inicial com objetivo de determinar a dose de glucose (substrato) a ser aplicada no solo e o tempo de incubação. Com dose e tempo determinados, procedeu-se à adição da glucose e incubação de 30 g de solo em recipientes fechados, em triplicata, mantidos em câmaras com temperatura controlada em 22 ºC. A coleta de gás foi feita com auxílio de seringas adaptadas para esse fim. O gás coletado foi analisado em cromatógrafo gasoso (Shimadzu GC-2014 modelo Greenhouse) equipado com um detector de captura de elétrons (ECD). Determinou-se a biomassa microbiana através da conversão do fluxo de CO2 (mg CO2 kg-1 h-1) em mg C-mic kg-1, conforme a equação (40,04 x (fluxo de CO2) + 0,37).
Delineamento experimental e Análise estatística
O delineamento experimental utilizado foi em blocos casualizados (DBC), com três repetições em arranjo fatorial 5×2, sendo o primeiro fator os sistemas de cultura: DESC, A/M, AV/M, AV/MC, e PANG e o segundo fator os tratamentos da amostra do solo: deformada e indeformada. Os dados foram submetidos à análise de normalidade e variância (ANOVA). Quando os resultados revelaram existir diferenças estatisticamente significantes entre médias de tratamentos, as médias foram comparadas pelo teste de Tukey ao nível de 5% de probabilidade e através do software Assistat (SILVA; AZEVEDO, 2016).
Resultados e Discussão
Não houve interação entre os sistemas de cultura e tratamento do solo (amostra deformada ou indeformada), indicando que seus efeitos são independentes. Os sistemas de cultura influenciaram significativamente (P<0,05) a biomassa microbiana (figura 1). Observou-se aumentos na biomassa microbiana à medida que houve incorporação de leguminosas de cobertura de solo no sistema de culturas, possivelmente relacionado ao aumento da adição de resíduos de culturas e aumento da qualidade do resíduo. O sistema com pastagem permanente de pangola (PANG) também teve um efeito positivo na biomassa microbiana, o que possivelmente é relacionado ao expressivo sistema radicular dessa espécie.
Parte do efeito das espécies leguminosas como cobertura de solo está relacionada com a presença de resíduos de coberturas mais lábeis, ricos em nitrogênio (COTRUFO, 2013), que oferecem compostos de rápida decomposição e assimilação para os microrganismos favorecendo seu crescimento. Destaca-se a presença de leguminosas tanto no inverno quanto no verão como uma importante prática de manejo que favorece o aumento da biomassa microbiana.
A pastagem, por apresentar um sistema radicular superior em relação aos demais sistemas estudados, com presença de pelos radiculares e raízes laterais, que intensificam a exploração espacial do solo, teria aumentado a rizodeposição (HODGE et al., 2009), influenciando diretamente nas populações microbianas pelo aumento no rizoplano como área de interação (BRUNDRETT, 2002; KUZYAKOV; XU, 2013), e o incremento nas substâncias rizo-depositadas, fonte principal de C e N para os microrganismos (BLAGODATSKAYA et al., 2007; KEILUWEIT et al., 2015).
Figura 1. Biomassa microbiana (CBM) quantificada pelo método de Respiração Induzida pelo Substrato a partir de amostras de solo de diferentes sistemas de culturas sob plantio direto. Médias seguidas de letras distintas diferem entre si pelo teste de Tukey a 5% de probabilidade de erro.
A análise das médias gerais do tratamento do solo em que as amostras foram submetidas (solo deformado e indeformado), representada na (figura 2), apresentou significância estatística pelo teste de Tukey (P<0,01) confirmando que a desagregação e peneiragem do solo aumentam a biomassa microbiana em relação ao solo indeformado, o que significa uma possível superestimação que pode representar em média, 23%.
Figura 2. Biomassa microbiana (CBM) quantificada através do método de Respiração Induzida pelo Substrato, a partir de amostras de solo avaliadas deformadas (DEF) e amostras não deformadas (INDF). Médias seguidas de letras distintas diferem entre si pelo teste de Tukey a 1% de probabilidade de erro.
A deformação da estrutura do solo, construída pelo não revolvimento do solo ao longo de 35 anos de condução do experimento sob manejo de plantio direto, expôs a matéria orgânica oclusa, protegida no interior dos agregados. Com esta exposição e adição da glucose como substrato, o acesso aos recursos nutritivos foi facilitado, favorecendo a multiplicação celular e o crescimento da população microbiana.
Pois a adição de substrato em altas quantidades afeta a cinética de produção de CO2, em que o excesso aumenta a taxa de produção do gás (devido à proliferação celular), culminando por superestimar a biomassa microbiana ativa do solo analisado (ANDERSON & DOMSCH, 2010). Isto explicaria a diferença na biomassa microbiana observada entre o solo deformado e o indeformado neste experimento.
Conclusões
A quantidade e qualidade do resíduo vegetal determinado pela inclusão gradual de leguminosas de cobertura de solo (inverno e verão) está relacionada à maior biomassa microbiana do solo em plantio direto. A desagregação e peneiragem do solo em condição de plantio direto induz a superestimativa da biomassa microbiana pela disponibilização de compostos orgânicos além do substrato adicionado na avaliação.
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Agradecimentos
A UFRGS, aos professores, funcionários e técnicos do programa de Pós-graduação em Ciência do Solo pela disponibilização de instalações, equipamentos e ajuda nas análises do experimento. Ao CNPq pela bolsa de estudos.
Referências
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Brundrett MC. Coevolution of roots and mycorrhizas of land plants. New Phytol. 2002;154:275–304.
Dionísio JA, Pimentel IC, Signor D, Paula AM de, Maceda A, Mattana AL. Guia prático de biologia do solo. I. SBCS, organizador. Curitiba; 2016.
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Silva FA., Azevedo CAV. The Assistat Software Version 7.7 and its use in the analysis of experimental data. African J Agric Res. 2016;11:3733–3740.
Informações dos autores
¹Estudante doutorado, Programa de Pós-Graduação em Ciência do Solo, UFRGS, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Departamento de Solos, Programa de Pós Graduação em Ciência do Solo, Av. Bento Gonçalves, 7712 , Porto Alegre – RS.
²Estudante, Agronomia, UFRGS;
³Professor, Departamento de Solos, UFRGS.
Disponível em: Anais da XII Reunião Sul-Brasileira de Ciência do Solo. Xanxerê – SC, Brasil.
