Recovery of degraded areas revegeted with Acacia mangium and Eucalyptus with special reference to organic matter humification

Humidified fractions of organic matter and soil microorganism populations are used as environmental quality indicators. This work aimed to study the changes in chemical and microbiological soil attributes, as well as in the humidified fractions, of the organic matter in a substrate from a clay extraction area cropped with Brachiaria mutica, Acacia mangium and Eucalyptus. In the Eucalyptus area, the P contents increased linearly with planting time. However, only at the twelfth year, differences between Eucalyptus and B. mutica areas have occurred. In the A. mangium area, such differences in the P content occurred at the third year with increment of 43%, at the 0-10 cm layer, in relation to B. mutica. Also, at the 0-10 cm layer, the total carbon contents were 98%, 78%, 70% and 40% higher than those found in Eucalyptus with three, five, twelve years of age and in the B. mutica area, respectively. Such increments also occurred in the humidified fractions, especially in the fulvic acids (C FA). The population of microorganisms was higher in the A. mangium area, mainly in the summer, where it was observed a positively correlation with total carbon (total bacteria, r = 0.96**, total fungi, r = 0.91*, and phosphate solubilizer microorganisms, r = 0.98**) and with the C FA fraction (total bacteria r = 0.96**, total fungi, r = 0.90*, and phosphate solubilizer microorganisms, r = 0.98**). The use of A. mangium led to improvements in the chemical and microbiological soil attributes in the substrateFrações da matéria orgânica humificada e a população de microrganismos do solo são utilizadas como indicadores da qualidade ambiental. Objetivou-se verificar mudanças nos atributos químicos, microbiológicos e nas frações humificadas da matéria orgânica em substrato de cava de extração de argila com cobertura de Brachiaria mutica, Acacia mangium e Eucalyptus. Nas áreas de Eucalyptus os teores de P aumentaram linearmente em função do tempo de plantio, porém somente no décimo segundo ano diferiu da B. mutica. Na área com A. mangium tais diferenças ocorreram no terceiro ano, com incremento de 43% na camada de 0-10 cm em relação à B. mutica. Ainda, na camada de 0-10 cm os teores de carbono total foram maiores 98%, 78%, 70% e 40% em relação ao Eucalyptus com três, cinco, doze anos, e B. mutica, respectivamente. Tais incrementos também ocorreram nas frações humificadas, principalmente nos ácidos fúlvicos (C AF). A população de microrganismos foi maior na cobertura com A. mangium, acentuadamente no verão; correlacionando-se com o carbono total (bactérias totais, r = 0,96**; fungos totais, r = 0,91*; e solubilizadores de fosfato, r = 0,98**) e com a fração C AF (bactérias totais, r = 0,96**; fungos totais, r = 0,90*; e solubilizadores de fosfato, r = 0,98**). O uso da A. mangium proporcionou melhoria nos atributos químicos e microbiológicos do substrato da cava de extração de argila

Substâncias húmicas isoladas de resíduos da indústria da cana-de-açúcar como promotoras de crescimento radicular

Plant growth promoting substances are widely used in modern agriculture. Several products in the market are humic substances isolated from different sources. The filter cake, a residue of sugar production, is a rich and renewable source of organic matter and these characteristics place the filter cake as a possible source of plant growth promoting substances. Humic acids (HA) from filter cake were characterized, and their effects as root growth promoters were evaluated. Chemical features of the HA were evaluated through elemental composition, acidic functional groups, E4/E6 ratio and infrared spectroscopy analyzes. The biological activity of the HA was assessed using root architecture parameters and the P-type H+-ATPase activity. The lateral root development was directly related to the stimulation of plasma membrane ATPase activity. The ability of HA to promote root development indicate that HA from filter cake can be used as environmental plant growth stimulators.Substâncias promotoras do crescimento vegetal são amplamente utilizadas na agricultura moderna. Existem vários produtos no mercado, muitos dos quais são substâncias húmicas isoladas de diferentes fontes. A torta de filtro, um resíduo da produção do açúcar, é uma fonte rica e renovável de matéria orgânica e essas características a tornam uma possível fonte de substâncias promotoras do crescimento vegetal. Ácidos húmicos (AH) da torta de filtro foram caracterizados, e foi avaliado seu efeito como promotor de crescimento radicular. As características químicas dos AH foram avaliadas por meio da composição elementar, grupos funcionais ácidos, relação E4/E6 e espectroscopia de infravermelho. A atividade biológica dos AH foi acessada avaliando-se a arquitetura radicular e a atividade da H+-ATPase de membrana plasmática. O desenvolvimento de raízes laterais foi diretamente relacionado ao estímulo da atividade da H+-ATPase. A habilidade dos AH em promover o desenvolvimento radicular indica que AH extraídos da torta de filtro podem ser utilizados como estimuladores do crescimento de plantas

Qualidade e dinâmica da matéria orgânica em solos tropicais sob adição de resíduo da indústria do açúcar

A depleção da matéria orgânica causada pelos sistemas de manejo de solos tem sido identificada como um problema crítico para a maior parte dos solos tropicais. A aplicação de resíduos orgânicos provenientes de atividades agroindustriais pode amenizar esse problema, devido à possibilidade de aumento da qualidade e quantidade da matéria orgânica. As substâncias húmicas têm papel importante na conservação do solo, mas a dinâmica das suas transformações é ainda pouco compreendida. Neste trabalho, foi avaliado o efeito da adição de composto orgânico sobre dois solos tropicais mineralogicamente distintos (Latossolo e Cambissolo) durante dois anos. O composto empregado foi preparado com torta de filtro, um resíduo proveniente da produção de açúcar, e as amostras dos solos foram incubadas com doses equivalentes a 0, 40, 80 e 120 Mg ha-1. A adição do composto de torta de filtro alterou quantitativa e qualitativamente a dinâmica das substâncias húmicas, e essa alteração foi relacionada com a composição mineralógica dos solos. Observou-se que a mineralização do carbono total foi mais rápida no Cambissolo, que apresentou mineral do tipo 2:1 em sua constituição (ilita), enquanto os ácidos húmicos foram preservados por maior período de tempo no solo sem argilominerais do tipo 2:1 (Latossolo). Em ambos os solos, a adição do composto aumentou o conteúdo de ácidos fúlvicos, sugerindo a formação de moléculas hidrofílicas de pequenas dimensões. Os ácidos húmicos extraídos dos solos apresentaram decréscimo na intensidade de fluorescência ao longo do tempo, revelando importantes modificações químicas nesse compartimento de carbono reconhecido como estável.Soil organic matter depletion caused by agricultural management systems have been identified as a critical problem in most tropical soils. The application of organic residues from agro-industrial activities can ameliorate this problem by increasing soil organic matter quality and quantity. Humic substances play an important role in soil conservation but the dynamics of their transformations is still poorly understood. This study evaluated the effect of compost application to two contrasting tropical soils (Inceptisol and Oxisol) for two years. Soil samples were incubated with compost consisting of sugarcane filter cake, a residue from the sugar industry, at 0, 40, 80, and 120 Mg ha-1. Filter cake compost changed the humic matter dynamics in both content and quality, affecting the soil mineralogical composition. It was observed that carbon mineralization was faster in the illite-containing Inceptisol, whereas humic acids were preserved for a longer period in the Oxisol. In both soils, compost application increased fulvic acid contents, favoring the formation of small hydrophilic molecules. A decrease in fluorescence intensity according to the incubation time was observed in the humic acids extracted from amended soils, revealing important chemical changes in this otherwise stable C pool

Stomatal conductance of maize under water and nitrogen deficits

O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito do deficit hídrico e de nitrogênio (N) sobre a condutância estomática, em três cultivares de milho cultivadas em campo. A condutância estomática da variedade Sol da Manhã (BRS 4157) e do híbrido Pioneer 6875, em condições de seca e alto teor de N, foi menor que com seca e baixo teor N, o que indica tolerância à seca, pois estas cultivares não tiveram a produção de grãos reduzida com a seca, como ocorreu com a variedade Amarelão, que floresceu sob condições de seca mais severa. 'Sol da Manhã' exibiu maior sincronia entre pendoamento e espigamento com alto teor de N do que com baixo N, o que é evidência adicional de tolerância.The objective of this work was to evaluate the effect of drought and nitrogen (N) stresses on stomatal conductance of three maize cultivars grown in the field. The stomatal conductance of Sol da Manhã variety (BRS 4157) and Pioneer 6875 hybrid, under drought and high N, was lower than under drought and low N, which indicates drought tolerance, since these cultivars did not exhibit reduction in grain yield by drought, as observed for Amarelão variety, which flowered under more severe drought. 'Sol da Manhã' exhibited shorter anthesis-silking interval under high N than under low N, an additional indication of tolerance

From Lab to Field: Role of Humic Substances Under Open-Field and Greenhouse Conditions as Biostimulant and Biocontrol Agent

The demand for biostimulants has been growing at an annual rate of 10 and 12.4% in Europe and Northern America, respectively. The beneficial effects of humic substances (HS) as biostimulants of plant growth have been well-known since the 1980s, and they can be supportive to a circular economy if they are extracted from different renewable resources of organic matter including harvest residues, wastewater, sewage sludge, and manure. This paper presents an overview of the scientific outputs on application methods of HS in different conditions. Firstly, the functionality of HS in the primary and secondary metabolism under stressed and non-stressed cropping conditions is discussed along with crop protection against pathogens. Secondly, the advantages and limitations of five different types of HS application under open-fields and greenhouse conditions are described. Key factors, such as the chemical structure of HS, application method, optimal rate, and field circumstances, play a crucial role in enhancing plant growth by HS treatment as a biostimulant. If we can get a better grip on these factors, HS has the potential to become a part of circular agriculture.</p

Distribution of the organic matter and humic acid characteristic in soils with addition of residues of urban origin

O objetivo deste trabalho foi o de verificar possíveis alterações na distribuição das frações humificadas da matéria orgânica e das características estruturais de ácidos húmicos em amostras do horizonte superficial de dois solos (Latossolo Vermelho-Amarelo, e Argissolo Vermelho-Amarelo) que receberam o equivalente a 80 t ha-1 de composto de lixo urbano e lodo da estação de tratamento de esgoto. A distribuição das frações humificadas das amostras de solos com adição de resíduos urbanos foi alterada. Houve aumento do conteúdo de ácidos fúlvicos, implicando a diminuição da relação ácidos húmicos/ácidos fúlvicos e a qualidade do húmus do solo. Os ácidos húmicos estudados sofreram modificações nas suas características estruturais, principalmente com a diminuição do conteúdo de carbono em longas cadeias alquílicas e aumento no conteúdo de C atribuído a polissacarídeos incorporados às estruturas dos ácidos húmicos.The aim of this work was to determine potential changes in the distribution of humified fractions of the organic matter together with the structural features of humic acids in samples from the superficial horizon of two soils (Ultisol and Oxisol) to which 80 ton ha-1 of both compost of municipal residues and sewage sludge were added. An increase in the fulvic acids content was found which implies both a decrease in the humic/fulvic acid ratio and also in the quality of the humus in the soils. The humic acids studied underwent structural changes, mainly the decrease in the long alkyl chain content along with an increase in the C content related to polysaccharides incorporated to the humic acids

Interaction between humic substances and plant hormones for phosphorous acquisition

Phosphorus (P) deficiency is a major constraint in highly weathered tropical soils. Although phosphorous rock reserves may last for several hundred years, there exists an urgent need to research efficient P management for sustainable agriculture. Plant hormones play an important role in regulating plant growth, development, and reproduction. Humic substances (HS) are not only considered an essential component of soil organic carbon (SOC), but also well known as a biostimulant which can perform phytohormone-like activities to induce nutrient uptake. This review paper presents an overview of the scientific outputs in the relationship between HS and plant hormones. Special attention will be paid to the interaction between HS and plant hormones for nutrient uptake under P-deficient conditions.</p

Recobrimento de sementes de milho com ácidos húmicos e bactérias diazotróficas endofíticas

The objective of this work was to evaluate the effect of seed coating of maize with humic acid (HA), endophytic diazotrophic bacteria, and the combination of both, on plant growth stimulation and bacteria population establishment in roots of inoculated plant host. The addition of HA, bacteria, and the combined use of bacteria and HA stimulated plant growth. Humic acids used in the coated seed formulation show diminished capacity for stimulation of root growth compared with its use in solution. Seed coat is an option for inoculation of endophytic diazotrophic bacteria like Herbaspirillum seropedicae (Z67).O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito do recobrimento de sementes de milho com ácidos húmicos (AH), bactérias diazotróficas endofíticas e o uso em conjunto de AH e bactérias diazotróficas endofíticas, na estimulação do crescimento vegetal e na população de bactérias estabelecidas na planta hospedeira. A adição de AH, bactérias e o uso em conjunto estimularam o crescimento vegetal. Os AH utilizados no recobrimento de sementes de milho têm menor capacidade de estimular o crescimento radicular, em comparação ao uso em solução. O recobrimento de sementes é uma opção de inoculação de bactérias diazotróficas endofíticas da espécie Herbaspirillum seropedicae (Z67)

Análise de fósforo em solo com leguminosas herbáceas perenes por meio de ressonância magnética nuclear

The availability and the reserves of organic phosphorus are controlled by its mineralization rate and are also influenced by changes in soil management. The objective of this study was to evaluate the influence of soil covering with different leguminous plant on soil organic P by 31P-NMR spectroscopy. Alkaline soil extracts were obtained from two depths (0–5 and 5–10 cm) of an Ultisol cultivated with herbaceous perennial leguminous plants (Arachis pintoi, Pueraria phaseoloides, Macroptilium atropurpureum). In an adjacent area, samples of the same soil cover with a secondary tropical forest and grass (Panicum maximum) were also collected. The leguminous management was divided into with removal and without removal of shoot parts after cut on soil surface. Phosphate monoesters are the dominant P species in all soil samples and P diesters accumulated on the superficial layer of secondary forest soil. The P amount of this fraction is higher for the legume covered soil when compared with the grass covered soil. The permanence of leguminous plants on the topsoil after the cut promoted an increase in P diester/P monoester ratios. These findings can be accounted for an enhancement of P availability to plants in soils cultivated with leguminous plants.A disponibilidade e as reservas de fósforo orgânico são controladas pela taxa de mineralização e influenciadas pelas alterações no manejo do solo. O objetivo deste trabalho foi avaliar o fósforo orgânico mediante espectroscopia de ressonância magnética nuclear de 31P (RMN 31P) em solo sob cobertura de plantas leguminosas. Extratos alcalinos foram obtidos em duas profundidades (0–5 e 5–10 cm) de um Argissolo numa área cultivada com leguminosas herbáceas perenes (Arachis pintoi, Pueraria phaseoloides e Macroptilium atropurpureum). Em áreas adjacentes ao experimento foram coletadas amostras do mesmo solo sob cobertura de floresta tropical secundária (capoeira) e capim-colonião (Panicum maximum). O manejo das leguminosas foi dividido em com e sem a remoção da parte aérea da superfície após o corte das plantas. Os fosfatos em ligações monoésteres foram predominantes em todas as amostras de solo e os fosfatos em ligações diésteres foram acumulados na camada superficial do solo sob floresta secundária. A quantidade de fósforo em ligações diésteres foi maior nas amostras de solo sob cobertura de leguminosas do que sob gramíneas. A permanência da parte aérea na superfície do solo promoveu aumento na razão P diéster/P monoéster. Esses resultados podem ser usados para justificar o aumento da disponibilidade de fósforo para as plantas em solos cultivados com leguminosas