Ocorrência de Micorrizas vesicular-arbusculares em agro e ecossistemas do estado de Minas Gerais

The occurrence of vesicular-arbuscular mycorrhizae (VAM) was evaluated in rhizosphere samples of plants representatives of several agro and ecosystems located at 41 counties of the 'Triângulo', 'Norte' and 'Sul' regions of the state of Minas Gerais, in Brazil. One hundred and sixty-five samples of soil and roots of plants were collected during the summer. Roots were separated from the soil, stained, and used for determinating the rate of mycorrhizal colonization. Soil was used for spore extraction of VAM fungi and for chemical analysis. The presence of root colonization or spores of VAM on the soil were detected in every sample. The rate of mycorrhizal colonization ranged from 0 in one sample of Eucaliptus to 91% on Macraptilium, and spore density ranged from 0 to 277 per 50 ml of soil. In the natural ecosystems the mean colonization was 13% while in all agroecosystems it was higher than 36%. Spore density was twice as much higher in agroecosystems than in natural ecosystems, where an average of 19 fungi species were found, against 12 in the agroecosystems. Acaulospora morrowae, A. scrobiculata, A. spinosa, Gigaspora sp, G. pellucida, Glomus etunicatum, G. diaphanum, and Entrophospora colombiana were the predominant species. A. morrowae and A. scrobiculata were twice as abundant in agroecosystems than in the natural ecosystems. In contrast, all other species were less abundant in the agroecosystems than in the natural ecosystems. Changes in species composition seem to reflect changes in soil chemical properties, resulting from crop practices, such as plowing, liming, and fertilization.Avaliou-se a ocorrência de micorrizas vesicular-arbusculares (MVA) em amostras da rizosfera de plantas representativas de diversos agro e ecossistemas localizados em 41 municípios das regiões do Triângulo, Norte e Sul do estado de Minas Gerais. Foram coletadas 165 amostras de solo e raízes das plantas durante o verão. As raízes foram separadas do solo, coradas e utilizadas para determinação da taxa de colonização micorrízica. O solo foi utilizado para extração de esporos dos fungos MVA e para análises químicas. A presença de colonização nas raízes e/ou de esporos no solo foi detectada em todas as amostras. A taxa de colonização micorrízica variou de 0 em uma amostra de eucalipto a 91% em Macroptilium, e a densidade de esporos variou de 0 a 277 por 50 ml de solo. Nos ecossistemas naturais, a colonização média foi de 13%, enquanto em todos os agrossistemas esta foi superior a 38%. A densidade de esporos foi duas vezes superior nos agrossistemas do que nos ecossistemas naturais, onde foram encontradas em média 19 espécies de fungos contra 12 nos agrossistemas. Acaulospora morrowae, A. scrobiculata, A. spinosa, Gigaspora sp, G. pellucida, Glomus etunicatum, G. diaphanum e Entrophospora colombiana foram as espécies predominantes. As espécies A. scrobiculata e A. morrowae foram cerca de duas vezes mais frequentes nos agrossistemas que nos ecossistemas naturais. Em contrastes, todas as outras espécies foram menos frequentes nos agrossistemas que nos ecossistemas naturais. As modificações na composição de espécies parecem refletir as alterações nas características químicas do solo, resultantes das práticas de cultivo, tais como aração, calagem e adubação

Changes in microbiological attributes of a red latosol under different cropping systems

The objective of this study was to evaluate changes in microbiological attributes of soils under different growing systems. Three cropping systems were evaluated (1) no-tillage system (NTS); (2) conventional tillage system (CTS); and (3) newly scarified no-tillage system (SNTS). The three systems were maintained for 20 years. In addition, a primary forest (PF) fragment was used as a reference. Soil samples were collected at depths of 0.0-0.1 m, 0.1-0.2 m, and 0.2-0.3 m. The following variables were measured: microbial biomass carbon (MBC); soil respirometry (RESP) using the fumigation and incubation method; microbial biomass nitrogen (MBN) using fumigation and extraction; metabolic quotient (qCO2) using the RESP-MBC ratio; and number of spores (NS) of mycorrhizal fungi by plate counting of spores extracted from the soil by wet sieving. Treatments were arranged in a completely randomized block design with five replicates. The different management systems affected the soil microbiota, especially in the superficial layer of 0.0-0.1 m. At a depth of 0.0-0.2 m, the PF presented significantly higher values for all analyzed attributes, except for NS. There were no significant differences in the studied characteristics between the NTS and SNTS at the three depths, indicating that scarification performed only once in the NTS was not sufficient to produce changes in soil microbiological attributes. However, the adoption of the CTS for 20 years promoted a decrease in MBC and MBN. RESP and NS were not significantly different between the cropping systems. Principal component analysis indicated a significant difference in microbiological characteristics between the PF and the areas under management. Therefore, different growing systems change the soil microbiota, and the lower the degree of tilling (NTS and SNTS), the smaller the changes in soil microbiological attributes. Soil preparation practices used in conventional tilling negatively affect soil microbial biomass, decreasing the levels of MBC and MBN

Interação entre microrganismos do solo, feijoeiro e milho em monocultura ou consórcio

Differences in crop systems reflect in soil microorganisms and in this work some interactions among agronomically important microorganisms and common bean (Phaseolus vulgaris) and maize (Zea mays) grown in monoculture or intercropped were studied. Under controlled conditions, both bean and maize exudates stimulated rhizobial survival, growth, and nod gene inducing activity, bean nodulation and N accumulation in tissues, and Azospirillum lipoferum survival. After two years with bean and maize in monoculture or intercropped, Azospirillum spp. population was high and did not differ between treatments, while Rhizobium tropici, nitrite oxidizers and soil biomass were favored by bean plants. Rhizobium etli represented, on average, 15% of rhizobial population, except for soils with maize grown alone, where this species was absent, predominating Rhizobium spp., which nodulate exclusively leucaena (Leucaena leucocephala). Soil extracts from the intercropped system showed higher content of nod gene inducing phenolic compounds. Mycorrhizal spore number was not affected by the treatments, although bean in monoculture favored species diversity.Os sistemas de cultivo afetam a microbiota do solo e, neste estudo, procurou-se investigar algumas interações entre microrganismos de importância agrícola e o feijoeiro (Phaseolus vulgaris) e milho (Zea mays) em monocultura ou consórcio. Em condições controladas, tanto os exsudatos de feijão como os de milho estimularam a sobrevivência, o crescimento e a indução do genes nod de Rhizobium, a nodulação e o acúmulo de N no feijoeiro e a sobrevivência de Azospirillum lipoferum. Em um solo cultivado por dois anos com feijoeiro e milho em monocultura e consórcio, a população de Azospirillum spp. foi elevada e não diferiu entre os tratamentos, enquanto a população de Rhizobium tropici, os oxidantes do nitrito e a biomassa microbiana foram favorecidas pela presença do feijoeiro em consórcio ou monocultura. A espécie Rhizobium etli representou cerca de 15% da população rizobiana, exceto na monocultura de milho, em que esteve ausente e na qual predominou Rhizobium spp., capaz de nodular somente leucena (Leucaena leucocephala). Extratos de solo sob consórcio apresentaram teores mais elevados de compostos fenólicos indutores dos genes nod de Rhizobium. Os tratamentos não afetaram o número de esporos de fungos micorrízico-arbusculares, embora o feijoeiro em monocultura tenha proporcionado maior diversidade de espécies fúngicas

Micorrizas vesicular-arbusculares em mudas de cafeeiro produzidas no sul do estado de Minas Gerais

A survey was conducted to assess the mycorrhizal status of coffee (Coffea arabica L) seedlings produced in the southern part of Minas Gerais State, Brazil. The survey showed that most seedlings were poorly colonized and had a very low spore density in the rhizosphere. From the 72 samples studied, 79% had colonization percentages below 20% with a mean of 13.8%, and 65% of the 72 had less than 20 spores/100 ml of substrate with a mean of 16.3. Ten species of VAM fungi were found with Acaulospora scrobiculata, A. morrowae and A. spinosa being the most common. Correlation analyses between soil and plant variables and fungal root colonization and spore density were of little value in explaining variations in mycorrhizal development. However, natural low infectivity of the substrate and the systematic use of pesticides and fertilizers are suggested as factors responsible for the low mycorrhizal development and spore density in the rhizosphere of these seedlings. Implications of the poor mycorrhizal development to seedling growth are discussed. Levantamento da ocorrência de micorrizas vesicular-arbusculares (MVA) em mudas de cafeeiro (Coffea arabica L.),produzidas na região sul do estado de Minas Gerais, demonstrou que a maioria destas mudas estavam subcolonizadas e com baixa densidade de esporos na rizosfera. Das 72 amostras estudadas, 79% apresentaram taxa de colonização inferior a 20%, com média de 13,8% e 65% das 72 tinham menos que 20 esporos/100 ml de substrato, com média de 16,3. Foram encontradas dez espécies de fungos MVA, sendo A. scrobiculata, A. morrowae e A. spinosa as espécies predominantes. Análises de correlação entre características de solo e planta, com colonização e número de esporos não explicaram as variações na colonização e densidade de esporos. Entretanto os dados indicam que a baixa infectividade do substrato e o uso sistemático de pesticidas e fertilizantes são os fatores responsáveis pela baixa colonização micorrízica destas mudas. As implicações da baixa colonização micorrízica para o desenvolvimento das mudas são também discutidas.

High coffee population density to improve fertility of an oxisol

O objetivo deste trabalho foi verificar os efeitos de diferentes densidades de população de cafeeiros (Coffea arabica L.) nas propriedades químicas, físicas e microbiológicas do solo. Amostras de um Latossolo foram coletadas na profundidade 0-20 cm em um experimento de campo onde estavam sendo avaliadas diferentes populações de cafeeiros. Os tratamentos foram 7.143, 3.571, 2.381, 1.786, 1.429, 1.190, 1.020 e 893 covas/ha. Os resultados demonstraram que o aumento da população de plantas por unidade de área aumentou o pH, o Ca, o Mg e o K trocáveis, o P disponível, o carbono orgânico, o teor de umidade e a colonização radicular por micorrizas, e diminuiu o Al trocável e a biomassa microbiana. Foram considerados como causas da melhoria da fertilidade do solo, sob cafeeiros adensados, o adequado controle da erosão, o correto manejo dos resíduos vegetais e a baixa lixiviação dos íons. O manejo da população de cafeeiros pode constituir uma estratégia importante para a recuperação da fertilidade dos solos ácidos do Paraná.The objective of this work was to evaluate the effect of coffee (Coffea arabica L.) population densities on the chemical and microbiological properties of an Oxisol. The work was carried out on soil samples of 0-20 cm depth originated from an experimental site which had been used for coffee tree spacing studies during 15 years, in Paraná State, Brazil. Eight coffee tree populations were evaluated: 7143, 3571, 2381, 1786, 1429, 1190, 1020, and 893 trees/ha. Increasing plant population increased soil pH, exchangeable Ca, Mg, K, extractable P, organic carbon, moisture content and coffee root colonization by vesicular arbuscular mycorrhizal fungi, and decreased exchangeable Al and microbial biomass. Such results were attributed to better erosion control, improved plant residue management and nutrient cycling, and decreased leaching losses. Increasing coffee tree population per unit of area has shown to be an important reclamation recuperation strategy for improving fertility of the acid soils in Paraná, Brazil

Populacional dinamic of arbuscular mycorrhizal fungi in an agrosystem with coffee plants intercropped with legume as green manure

Avaliou-se o efeito do cultivo intercalar de leguminosas de verão para adubação verde do cafeeiro (Cojfea arabica L.), sobre a ocorrência e esporulação de fungos micorrízicos arbusculares (MA) no solo e a micorrização. Amostras de solo rizosférico e raízes foram coletadas no período entre junho de 1996 e julho de 1997, em três épocas, em um experimento de longa duração, conduzido a campo pelo Instituto Agronômico do Paraná- IAPAR, no município de Mirasselva, PR. O experimento está instalado em uma área de latossolo vermelho escuro distrófico (LEd) onde. nas linhas principais. se cultiva o cafeeiro Catuaí Amarelo e nas entrelinhas as leguminosas Leucena (Leucaena leucocephala), Crotalaria spectabilis. C. breviflora. Mucuna cinzenta (Stizolobium pruriens), Mucuna anã (Stizolobium deeringianum), Amendoim cavalo (Arachis hipogeae) e Caupi (Vigna unguiculata) para fins de adubação verde. O delineamento experimental é de blocos ao acaso, com três repetições. Determinou-se a diversidade de espécies através da identificação morfológica dos esporos. a frequência de ocorrência através da contagem direta de esporos no solo e a colonização radicular pelo método da placa quadriculada usando raízes coradas. Também foram conduzidos bioensaios em casa de vegetação, para estudar a composição das populações de fungos MA que efetivamente colonizavam as raízes do cafeeiro a campo. Com o mesmo objetivo utilizaram-se técnicas moleculares baseadas na amplificação de fragmentos de DNA através da PCR (Polimerase chain reaction), extraídos de esporos coletados na rizosfera e de raízes colonizadas coletadas a campo. O cultivo de leguminosas na entrelinha de plantio do cafeeiro aumentou a diversidade de espécies e o número de esporos de fungos MA na rizosfera do cafeeiro. Cafeeiro cultivado com Crotalaria breviflora mostrou-se altamente micorrizado, com maior diversidade de espécies e número de esporos de fungos MA no solo, em todas as épocas avaliadas. Entretanto, parte da diversidade de fungos presentes na rizosfera do cafeeiro não foi recuperada na rizosfera de milho (Zea mays L.) e sorgo (Sorghum bicolor L.) quando se utilizaram raízes colonizadas de cafeeiro como inóculo, sugerindo que alguns dos fungos MA observados na rizosfera do cafeeiro podem ser provenientes das raízes das leguminosas que crescem próximas, mas não estão efetivamente em simbiose com o cafeeiro. Através da PCR e usando primers de ITS (Internai transcribed spacer) foi possível comparar bandas obtidas a partir de DNA extraído de esporos coletados na rizosfera com bandas obtidas a partir de DNA extraído de raízes colonizadas. Bandas características de Scutellospora gilmorei não foram encontradas nas raízes de cafeeiro colonizadas, confirmando os resultados obtidos através de bioensaios em casa de vegetação. Estes resultados sugerem a ocorrência de relações preferenciais entre fungos e hospedeiros, que podem determinar o estabelecimento e a eficiência da simbiose micorrízica ou mesmo a exclusão de algumas espécies do sistema radicular da planta. Neste trabalho foi possível, também. desenvolver um método para isolamento de DNA genômico de diferentes gêneros de fungos MA. Com este método, a partir de um único esporo de fungos MA foi possível obter. de maneira simples e rápida, DNA de qualidade e em quantidade suficiente para a PCRSporulation and occurrence of arbuscular mycorrhizal fungi ( AM) were evaluated on coffee trees ( Coffea arabica L.) intercropped with legume for green manure. Samples of rhizosphere soil and roots were collected at three times between July 1996 and July 1997, in a long term experiment located at the Instituto Agronômico do Paraná - IAP AR, at Mirasselva city, Paraná state. Brazil. The AM diversity was determined through the morphologic identification of spores, the AM occurrence frequency by the direct counting of spores in the soil and the root colonization evaluated with the grid-line method using stained roots. Bioassays were also conduced at the green-house. to study the AM composition inside the coffee roots from the field. With the sarne objective, molecular techniques based on the DNA fragment amplification by PCR (Polimerase chain reaction) were used. DNA of spores collected in the rhizosphere and from colonized roots collected at the field was extracted. Legume intercropping increased the AM diversity and the inoculum potential in the coffee rhizosphere. Crotalaria breviflora showed a high mycorrhízal capacity, able to form symbiosis with several species of AM fungi, resulting in a greater AM diversity, spore number in the soil. at all evaluation periods. This effect was also observed in the coffee rhizosphere. However, part of the AM diversity in the coffee tree rhizosphere was not recovered in com (Zea mays L.) and sorgum (Sorghum bicolor L.) rhizosphere when colonized coffee roots was used as inoculum, suggesting that some AM fungi observed in the coffee rhizosphere originated from the legume roots, but were indeed not in symbiosis with the coffee trees. Through PCR and using the combined primers of ITS (Internal transcribed spacer) 4 and 5, it was possible to compare bands obtained from extracted DNA of spores collected in the rhizosphere with bands obtained from extracted DNA of colonized roots. Characteristic bands of Scutellospora gilmorei were not found in the coffee roots

Non-photoautotrophic cultivation of microalgae: an overview

Microalgae are a heterogeneous group of microorganisms that produces biomass from which can be extracted various products such as proteins, carbohydrates, pigments and oils with profile containing saturated fatty acids, polyunsaturated and monounsaturated. These microorganisms have different forms of energetic metabolism, especially the photoautotrophic, heterotrophic, and mixotrophic photoautotrophic. Understanding these metabolic forms allows to apply microalgae strategies of cultivation aiming to increase algal biomass production, and its co-products in large scales. Traditionally, the microalgae cultivation is done by exploiting their photoautotrophic metabolism. However, studies have point out some advantages in the production of biomass of these microorganisms by using other metabolic pathways. Thus, this review aims to present an overview of the forms of non-photoautotrophic microalgae metabolism and considerations on the different systems of biomass production of these microorganisms. In the heterotrophic metabolism, sources of carbon that have stood out the most for microalgae are: glucose, glycerol and acetic acid. Nevertheless, there are several studies that present alternative sources of culture medium, such as agro-industrial and sanitary waste. The mixotrophic can be defined as the metabolism when photosynthesis and oxidation of external organic carbon take place at the same time. In the photoherotrophic metabolism is the light energy source and the organic compound is a carbon source. The non-photoautotrophic cultivation systems are high potential, mainly for increasing production with better productivity and scaling up. However, it should be noted that information about these microalgae cultivation systems on a large scale for a competitive production is scarce