Biomass and microbial activity of soil under different vegetal surfaces in The Cerrado - Atlantic Rainforest

Authors

DOI:

https://doi.org/10.17765/2176-9168.2022v15n3e8780

Keywords:

Edaphic activity, Microbiological indexes, Ecological restoring

Abstract

Ecosystem equilibrium may be greatly modified by intensive use of resources, with changes in the microbiological processes in the soil. Current paper evaluates soil quality in different areas according to microbiological attributes. Evaluation was undertaken in five areas within the ecological restoration process (REC1-5), an area with native vegetation (MATA) and another with sugarcane (CN). Microbiological attributes evaluated were carbon of the soil´s microbial biomass (C-BMS), basal respiration (C-CO2), microbial quotient (qMIC) and metabolic quotient (qCO2). Lowest C-BMS rate was reported in REC5 differentiating statistically REC2 and REC4. Non-distinction between RECs in CN and MATA suggest influence, interaction or synergism between factors. The analysis of similarity matrix by Euclidian distance applied to microbiological attributes data allowed the distinction of CN with regard to the other forms of soil management. It is, therefore, more efficient as a tool to characterize the environment. Within the areas in a process of ecological restoration, REC2 and REC3 had microbiological conditions with the best similarity with regard to the area with native vegetation (MATA). This indicates an improvement in soil quality and, consequently, a state of equilibrium in the natural regional condition.

Author Biographies

Elaine Novak, Universidade Estadual de Mato Grosso do Sul - UEMS

Doutora em Recursos Naturais pela Universidade Estadual de Mato Grosso do Sul. Professora Junto à Secretaria de educação do Estado do Paraná e Universidade Estadual de Mato Grosso do Sul (UEMS), Brasil.

Laércio Alves Carvalho, Universidade Estadual de Mato Grosso do Sul - UEMS

Doutor em Agronomia pela Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz e Pós-doutorado pela Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho. Professor efetivo do curso de Engenharia Ambiental e docente permanente dos Programas de Mestrado/Doutorado em Agronomia e do Mestrado/Doutorado em Recursos Naturais da da Universidade Estadual de Mato Grosso do Sul (UEMS), Brasil.

Etenaldo Felipe Santiago, Universidade Estadual de Mato Grosso do Sul - UEMS

Doutor em Ciências Biológicas pela Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho (UNESP), Campus de Rio Claro (SP). Professor titular da Universidade Estadual de Mato Grosso do Sul (UEMS), orientador no Mestrado e Doutorado no Programa de Pós Graduação em Recursos Naturais (PGRN), , Dourados (MS), Brasil.

Michely Tomazi, Embrapa Agropecuária Oeste

Doutora em Ciência do Solo pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul com doutorado Sanduíche na Technische Universität München na Alemanha pelo convênio CAPES/DAAD. Pesquisadora da Embrapa Agropecuária Oeste, Dourados (MS), Brasil.

Ana Carolina Correia Oliveira Gomes, Universidade Estadual de Mato Grosso do Sul - UEMS

Mestre em Recursos Naturais pela Universidade Estadual do Mato Grosso do Sul. Professora efetiva dos cursos de Engenharia Ambiental e Gestão Ambiental e Coordenadora do curso de Gestão Ambiental da Universidade Estadual do Mato Grosso do Sul (UEMS), Dourados (MS), Brasil.

Pitágoras Augusto Piana, Universidade Estadual do Oeste do Paraná - UNIOESTE

Doutor e pós-doutor em Ecologia de Ambientes Aquáticos Continentais pela Universidade Estadual de Maringá. Professor Associado da Universidade Estadual do Oeste do Paraná (UNIOESTE), Brasil.

References

ALMEIDA, A. T.; SIMÕES, K. S.; ALMEIDA, J. R. C.; PEIXOTO, C. P.; PEIXOTO, M. F. S. P. Qualidade biológica do solo em sistema de policultivo no semiárido da Bahia. Ciência Agrícola, Rio Largo, v. 15, n. 2, p. 75-81, 2017.

ALMEIDA, D. O.; BAYER, C.; ALMEIDA, H. C. Fauna e atributos microbiológicos de um Argissolo sob sistemas de cobertura no Sul do Brasil. Pesquisa Agropecuária Brasileira, Brasília, v. 51, n. 9, p. 1140-1147, 2016b. DOI: https://doi.org/10.1590/s0100-204x2016000900013.

ALMEIDA, L. S.; FERREIRA, V. A. S.; FERNANDES, L. A.; FRAZÃO, L. A.; OLIVEIRA, A. L. G.; SAMPAIO, R. A. Indicadores de qualidade do solo em cultivos irrigados de cana-de-açúcar. Pesquisa Agropecuária Brasileira, Brasília, v. 51, n. 9, p. 1539-1547, set. 2016a. DOI: https://doi.org/10.1590/s0100-204x2016000900053.

ANDERSON, T. H.; DOMSCH, K. H. Application of eco-physiological quotients (qCO2 and qD) on microbial biomasses from soils of different cropping histories. Soil Biology and Biochemistry, v. 22, n. 2, p. 251-255, 1990. DOI: https://doi.org/10.1016/0038-0717(90)90094-G.

ANDERSON, T. H.; DOMSCH, K. H. The metabolic quotient for CO2 (qCO2) as a specific activity parameter to assess the effects of environmental conditions, such as pH, on the microbial biomass of forest soils. Soil Biology and Biochemistry, v. 25, n. 4, p. 393- 395,1993. DOI: https://doi.org/10.1016/0038-0717(93)90140-7.

ARAÚJO, F. S.; BARROSO, J. R.; FREITAS, L. O.; TEODORO, M. S.; SOUZA, Z. M.; TORRES, J. L. R. Chemical attributes and microbial activity of soil cultivated with cassava under different cover crops. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, Campina Grande, v. 23, n. 8, p. 614-619, 2019. DOI: https://doi.org/10.1590/1807-1929/agriambi.v23n8p614-619.

ARAUJO, T. S.; GALLO, A. S.; ARAUJO, F. S.; SANTOS, L. C.; GUIMARÃES, N. F.; SILVA, R. F. Biomassa e atividade microbiana em solo cultivado com milho consorciado com leguminosas de cobertura. Revista de Ciências Agrárias, Portugal, v. 42, n. 2, p. 347-357, 2019. DOI: https://doi.org/10.19084/rca.15433.

AUDEH, S. J. S.; LIMA, A. C. R.; CARDOSO, I. M.; CASALINHO, H.; JUCKSCH, I. J. Qualidade do solo: uma visão etnopedológica em propriedades agrícolas familiares produtoras de fumo orgânico. Revista Brasileira de Agroecologia, Dois Vizinhos, v. 6, n. 3, p. 34-48, 2011.

AZAR, G. S.; ARAÚJO, A. S. F.; OLIVEIRA, M. E.; AZEVÊDO, D. M. M. R. Biomassa e atividade microbiana do solo sob pastagem em sistemas de monocultura e silvipastoril. Semina: Ciências Agrárias, Londrina, v. 34, n. 6, p. 2727-2736, 2013. DOI: 10.5433/1679-0359.2013v34n6p2727.

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. Revista Brasileira de Ciência do Solo, Viçosa, v. 22, n. 2, p. 641-649, 1998. DOI: https://doi.org/10.1590/S0100-06831998000400009.

BARBIERI, M.; et al. Ensaio sobre a bioatividade do solo sob plantio direto em sucessão e rotação de culturas de inverno e verão. Revista de Ciências Agrárias, Lisboa, v. 42, n. 1, p. 122-134, 2019. DOI: http://dx.doi.org/10.19084/RCA17068.

BAZZO, J. C.; SILVA, M. L. N.; FREITAS, D. A. F.; SOARES, C. R. F. S.; GOMIDE, P. H. O.; SANTOS, S. A.; CARDOSO, E. L. Biomassa e atividade microbiana do solo em diferentes fitofisionomias no Pantanal da Nhecolândia, MS, Brasil. Corumbá: Embrapa Pantanal, 2018. 16p. ISSN 1981-7215.

BINI, D.; LOPEZ, M. V.; CARDOSO, E. J. B. N. Metabolismo microbiano. In: CARDOSO, E. J. B. N.; ANDREOTE, F. D. Microbiologia do solo. 2ª ed. Piracicaba: ESALQ, 2016. p. 63-83. ISBN: 978-85-86481-56-7.

BRASIL. Lei 12.727 de 17 de outubro de 2012. Brasília: Presidência da República, 2012. Disponível em: http://www.planalto.gov.br/ccivil_03/_Ato2011-2014/2012/Lei/L12727.htm. Acesso em: 09 jan. 2020.

BUENO, P. A. A.; OLIVEIRA, V. M. T.; GUALDI, B. L.; SILVEITA, P. H. N.; PEREIRA, R. G.; FREITAS, C. E. S.; BUENO, R. O.; SEKINE, E. S.; SCHWARCZ, K. D. Indicadores microbiológicos de qualidade do solo em recuperação de um sistema agroflorestal. Acta Brasiliensis, Campina Grande, v. 2, n. 2, p. 40-44, 2018. DOI: https://doi.org/10.22571/2526-433896.

CARNEIRO, M. A. C.; SIQUEIRA, J. O.; MOREIRA, F. M. S.; SOARES, A. L. L. Carbono orgânico, nitrogênio total, biomassa microbiana e atividade microbiana do solo em duas cronos sequências de reabilitação após mineração de bauxita. Revista Brasileira de Ciência do Solo, Viçosa, v. 32, n. 2, p. 621-632, 2008. DOI: https://doi.org/10.1590/S0100-06832008000200017.

CEREDA JUNIOR, A.; RÖHM, S. A. Analysis of Environmental Fragility using milti-criteria analysis (MCE) for integrated landscape assessment. Journal of Urban and Environmental Engineering, v. 8, n. 1, p. 28-37, 2014. DOI: 10.4090/juee.2014.v8n1.028037.

CHAER, G. M.; TÓTOLA, M. R. Revista Brasileira de Ciência do Solo, Viçosa, v. 31, p. 1381-1396, 2007.

CHEN, S.; ZOU, J.; HU, Z.; CHEN, H.; LU, Y. Global annual soil respiration in relation to climate, soil properties and vegetation characteristics: Summary of available data. Agricultural and Forest Meteorology, v. 198-199, p. 335-346, 2014.

CHERUBIN, M. R.; KARLEN, D.; FRANCO, A. L. C.; CERRI, C. E. P. A soil management assessment framework (Impacto do manejo de resíduos orgânicos durante a reforma de plantios de eucalipto sobre indicadores de qualidade do solo SMAF) Evaluation of Brazilian sugarcane expansion on Soil Quality. Soil Science Society of America Journal, v. 25, p. 215-226, 2016.

CRITTENDEN, S. J.; POOT, N.; HEINEN, M.; VAN BALEM, D. J. M.; PULLEMAN, M. M. Soil physical quality in contrasting tillage systems in organic and conventional farming. Soil & Tillage Research, v. 154, p. 136-144, 2015. DOI: https://doi.org/10.1016/j.still.2015.06.018.

CUNHA, E.; STONE, L. F.; FERREIRA, E. P. B.; DIDONET, A. D.; MOREIRA, J. A. A. Atributos físicos, químicos e biológicos de solo sob produção orgânica impactada por sistemas de cultivo. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, Campina Grande, v. 16, n. 1, p. 56-63, 2012. DOI: https://doi.org/10.1590/S1415-43662012000100008.

DINIZ, J. F.; ROQUE, C. G.; BORGES, M. C. R. Z.; BARROS, P. P. V.; CHAGAS, P. H. M.; GODINHO, O. L.; TEODORO, P. E. Soil biomass and microbial activity in soybean crop area under different cover crops and different soil correction systems. Bioscience Journal, Uberlândia, v. 35, n. 6, p. 1688-1694, 2019. DOI: https://doi.org/10.14393/BJ-v35n6a2019-42419.

GONÇALVES, V. A.; MELO, C. A. D.; ASSIS, I. R.; FEREIRA, L. R.; SARAIVA, D. T. Biomassa e atividade microbiana de solo sob diferentes sistemas de plantio e sucessões de culturas. Revista de Ciências Agrárias, Belém, v. 62, p. 1-8, 2019. DOI: http://dx.doi.org/10.22491/rca.2019.2611.

JENKINSON, D. S.; POWLSON, D. S. The effects of biocidal treatments on metabolism in soil. V. A method for measuring soil biomass. Soil Biology and Biochemistry, v. 8, n. 3, p. 209-213, 1976. DOI: https://doi.org/10.1016/0038-0717(76)90005-5.

KASCHUK, G.; ALBERTON, O.; HUNGRIA, M. Three decades of soil microbial biomass studies in Brazilian ecosystems: lessons learned about soil quality and indications for improving sustainability. Soil Biology and Biochemistry, v. 42, p. 1-13, 2010. DOI: https://doi.org/10.1016/j.soilbio.2009.08.020.

LISBOA, F. J. G.; CHAER, G. M.; FERNANDES, M. F.; BERBARA, R. L. L.; MADARI, B. E. The match between microbial community structure and soil properties is modulated by land use types and sample origin within an integrated agroecosystem. Soil Biology & Biochemistry, v. 78, p. 97-108, 2014. DOI: 10.1016/j.soilbio.2014.07.017.

MANLY, B. F. J. Métodos estatísticos multivariados. 3ª ed. Porto Alegre: Bookman, 2008. 22p.

MAZZETTO, A. M.; CERRI, C. E.; FEIGL, B. J.; CERRI, C. C. Activity of soil microbial biomass altered by land use in the southwestern Amazon. Bragantia, Campinas, v. 75, n. 1, p. 79-86, 2016. DOI: https://doi.org/10.1590/1678-4499.066.

MENDES, I. C.; REIS-JUNIOR, F. B.; HUNGRIA, M.; FERNANDES, M. F.; CHAER, G. M.; MERCANTE, F. M.; ZILLI, J. É. Microbiologia do solo e sustentabilidade de sistemas agrícolas. In: FALEIRO, F. G.; ANDRADE, S. R. M. Biotecnologia: estado da arte e aplicações na agropecuária. Planaltina: Embrapa Cerrados, 2011. p. 219-244.

MERCANTE, F. M.; SILVA, R. F.; FRANCELINO, C. S. F.; CAVALHEIRO, J. C. T.; OTSUBO, A. A. Biomassa microbiana, em um Argissolo Vermelho, em diferentes coberturas vegetais, em área cultivada com mandioca. Acta Scientiarum Agronomy, Maringá, v. 34, n. 4, p. 479-485, 2008. DOI: https://doi.org/10.4025/actasciagron.v30i4.5301.

MOLINE, E. F. V.; COUTINHO, E. L. M. Atributos químicos de solos da Amazônia Ocidental após sucessão da mata nativa em áreas de cultivo. Revista Ciências Agrárias, Belém, v. 58, n. 1, p. 14-20, 2015. DOI: http://dx.doi.org/10.4322/rca.1683.

NAVROSKI, D.; MOREIRA, A.; COLOZZI-FILHO, A.; GRANGE, L. Atributos Microbiológicos do solo em diferentes sistemas de manejo no Oeste Paranaense. Agrotrópica, Ilhéus, v. 29, n. 2, p. 127-134, 2017. DOI: 10.21757/0103-3816.2017v29n2p127-134.

NOVAK, E. Indicadores das condições do solo e banco de sementes de mata nativa e áreas em restauração ecológica. 2017. 168f. Tese (Doutorado em Recursos Naturais) - Universidade Estadual de Mato Grosso do Sul, Dourados, 2017.

NOVAK, E.; CARVALHO, L. A.; SANTIAGO, E. F.; BRUMATTI, A. V.; SANTOS, L. L.; SALES, L. C. Variação temporal dos atributos microbiológicos do solo sob diferentes usos. Revista de Ciências Agrárias, Lisboa, v. 41, n. 3, p. 603-611, 2018. DOI: https://doi.org/10.19084/RCA17300.

OLIVEIRA, A. P. P.; LIMA, E.; ANJOS, L. H. C.; ZONTA, E.; PEREIRA, M. G. Sistemas de colheita da cana-de-açúcar: conhecimento atual sobre modificações em atributos de solos de tabuleiro. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, Campina Grande, v. 18, n. 9, p. 939-947, 2014. DOI: https://doi.org/10.1590/1807-1929/agriambi.v18n09p939-947.

RANGEL-VASCONCELOS, L. G. T.; ZARIN, D. J.; OLIVEIRA, F. A.; VASCONCELOS, S. S.; CARVALHO, C. J. R.; SANTOS, M. M. L. S. Effect of water availability on soil microbial biomass in secondary forest in eastern Amazonia. Revista Brasileira de Ciência do Solo, Viçosa, v. 39, n. 2, p. 377-384, 2015. DOI: https://doi.org/10.1590/01000683rbcs20140135.

RODRIGUES, J. L.; PELLIZARI, V. H.; MUELLER, R.; BAEK, K.; JESUS EDA, C.; PAULA, F. S.; MIRZA, B.; HAMAOUI JR, G. S.; TSAI, S. M.; FEIGL, B.; TIEDJE, J. M.; BOHANNAN, B. J.; NUSSLEIN, K. Conversion of the Amazon rainforest to agriculture results in biotic homogenization of soil bacterial communities. Proceedings of the National Academy of Sciences, Washington, v. 110, n. 3, p. 988-993, 2013. DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.1220608110.

RODRIGUES, R. C.; ARAÚJO, R. A.; COSTA, C. S.; LIMA, A. J. T.; OLIVEIRA, M. E.; CUTRI JR, J. A. A.; SANTOS, F. N. S.; ARAÚJO, J. S.; SANTOS, V. M.; ARAÚJO, A. S. F. Soil microbial biomass in an agroforestry system of Northeast Brazil. Tropical Grasslands-Forrajes tropicales, Cali, Valle del Cauca, v. 3, n. 1, p. 41-48, 2015. DOI: 10.17138/TGFT(3)41-48.

ROSCOE, R.; MERCANTE, F. M.; MENDES, I. C.; REIS JUNIOR, F. B.; SANTOS, J. C. F.; HUNGRIA, M. Biomassa microbiana do solo: Fração mais ativa da matéria orgânica. In: ROSCOE, R. Dinâmica da matéria orgânica do solo em sistemas conservacionistas: Modelagem matemática e métodos auxiliares. Dourados: Embrapa Agropecuária Oeste, 2006, cap. 7, p. 163-198.

SANTOS, H. G.; JACOMINE, P. K. T.; ANJOS, L. H. C.; OLIVEIRA, V. A.; LUMBRERAS, J. F.; COELHO, M. R.; ALMEIDA, J. A.; ARAUJO FILHO, J. C.; OLIVEIRA, J. B.; CUNHA, T. J. F. Sistema Brasileiro de Classificação de Solos. 5ª ed. Brasília: Embrapa, 2018. ISBN: 978-85-7035-817-2. 356p.

SOUSA, R. F.; BRASIL, E. P. F.; FIGUEIREDO, C. C.; LEANDRO, W. M. Soil microbial biomass and activity in wetlands located in preserved and disturbed environments in the Cerrado biome. Bioscience Journal, Uberlândia, v. 31, n. 4, p. 1049-1061, 2015. DOI: https://doi.org/10.14393/BJ-v31n4a2015-26176.

SOUZA, E. D.; CARNEIRO, M. A. C.; PAULINO, H. B.; SILVA, C. A.; BUZETTI, S. Fração do carbono orgânico, biomassa e atividade microbiana em um Latossolo Vermelho sob Cerrado submetido a diferentes sistemas de manejos e usos do solo. Acta Scientiarum Agronomy, Maringá, v. 28, n. 3, p. 323-329, 2006. DOI: https://doi.org/10.4025/actasciagron.v28i3.940.

SOUZA, E. D.; COSTA, S. E. V. G. A.; ANGHINONI, I.; LIMA, C. V. S.; CARVALHO, P. C. F.; MARTINS, A. P. Biomassa microbiana do solo em sistema de integração lavoura-pecuária em plantio direto, submetido a intensidades de pastejo. Revista Brasileira de Ciência do Solo, Viçosa, v. 34, n. 1, p. 79-88, 2010. DOI: https://doi.org/10.1590/S0100-06832010000100008.

VANCE, E. D.; BROOKES, P. C.; JENKINSON, D. S. As extraction method for measuring soil microbial biomass C. Soil Biology & Biochemistry, v. 19, n. 6, p. 703-707, 1987. DOI: https://doi.org/10.1016/0038-0717(87)90052-6.

YADA, M. M.; MINGOTTE, F. L. C.; MELO, W. J.; MELO, G. P.; MELO, V. P.; LONGO, R. M.; RIBEIRO, A. I. Atributos químicos e bioquímicos em solos degradados por mineração de estanho e em fase de recuperação em ecossistema amazônico. Revista Brasileira de Ciência do Solo, Viçosa, v. 39, n. 3, p. 714-724, 2015. DOI: https://doi.org/10.1590/01000683rbcs20140499.

Downloads

Published

2022-07-01

How to Cite

Novak, E., Carvalho, L. A., Santiago, E. F., Tomazi, M., Gomes, A. C. C. O., & Piana, P. A. (2022). Biomass and microbial activity of soil under different vegetal surfaces in The Cerrado - Atlantic Rainforest. Revista Em Agronegócio E Meio Ambiente, 15(3), 1–16. https://doi.org/10.17765/2176-9168.2022v15n3e8780

Issue

Vol. 15 No. 3 (2022): jul./set.

Section

Environment

License

A Revista se reserva o direito de efetuar, nos originais, alterações de ordem normativa, ortográfica e gramatical, com o intuito de manter o padrão culto da língua, respeitando, porém, o estilo dos autores. As opiniões emitidas pelos autores são de sua exclusiva responsabilidade.

Os direitos autorais pertencem exclusivamente aos autores. Os direitos de licenciamento utilizado pelo periódico é a licença Creative Commons Attribution Licença Creative CommonsCreative Commons Atribuição 4.0 Internacional. São permitidos o compartilhamento (cópia e distribuição do material em qualquer meio ou formato) e adaptação (remixar, transformar, e criar a partir do trabalho, mesmo para fins comerciais), desde que lhe atribuam o devido crédito pela criação original.