Cadmium stress causes differential effects on growth and the secretion of carbon-degrading enzymes in four mycorrhizal basidiomycetes

We hypothesised that cadmium exposure would hinder growth and secretion of carbon-degrading enzymes by mycorrhizal fungi, and that this would vary according to their tolerance to cadmium stress. The enzymes measured were β-Glucosidase, β-Xylosidase, β-D-cellubiosidase, N-acetyl-β-Glucosaminidase in three strains of ectomycorrhizal fungi Hebeloma subsaponaceum, Scleroderma sp., Hebeloma sp. and a feremycorrhizal fungus Austroboletus occidentalis. Fungi were subjected to cadmium stress for 28 d (in modified Melin-Norkrans liquid medium). The results showed unanticipated differential response of enzyme activities among the fungal species, including potential hormesis effects. Austroboletus occidentalis showed an increase in enzyme activity under cadmium stress

Soil organic matter stabilization and carbon-cycling enzyme activity are affected by land management

Increasing carbon (C) storage in soil is a key aspect of climate change mitigation strategies and requires an understanding of the impacts of land management on soil C cycling. The primary aim of this study is to investigate how land management impacts key soil organic matter stabilization and cycling processes affecting soil C storage. Soil sampling was undertaken across seven transects crossing the boundary between agriculture and forestry. The transects covered 3 pasture (AP) and 4 arable (AA) fields combined with 3 young secondary woodlands (50-60 years old - WY) and 4 mature/ancient semi-natural woodlands (110 to >400 years old - WM). Physical fractionation of soil organic matter pools was performed, together with pH, carbon and nitrogen content, as well as activity of four enzymes associated with C transformation in the soil. Woodland soils were associated with significantly higher content of light fraction C and greater enzyme activity in comparison to agricultural soils. Enzyme activity and soil organic C decreased with soil depth regardless of land-use type. We did not, however, observe any effect of the distance from the land use boundary on either enzyme activity and soil C pools. Our results indicate that analysis of soil organic matter (SOM) fractions can act as an indicator of decomposition rates of SOM in forest and agricultural ecosystems

Perdas de solo, água e nutrientes por erosão em entressulcos em área sob cultivo de cana crua

Interrill erosion occurs by the particle breakdown caused by raindrop impact, by particle transport in surface runoff, by dragging and suspension of particles disaggregated from the soil surface, thus removing organic matter and nutrients that are essential for agricultural production. Crop residues on the soil surface modify the characteristics of the runoff generated by rainfall and the consequent particle breakdown and sediment transport resulting from erosion. The objective of this study was to determine the minimum amount of mulch that must be maintained on the soil surface of a sugarcane plantation to reduce the soil, water and nutrient losses by decreasing interrill erosion. The study was conducted in Pradópolis, São Paulo State, in 0.5 x 1.0 m plots of an Oxisol, testing five treatments in four replications. The application rates were based on the crop residue production of the area of 1.4 kg m-2 (T1- no cane trash; T2-25 % of the cane trash; T3- 50 % trash; T4-75 % trash; T5-100 % sugarcane residues on the surface), and simulated rainfall was applied at an intensity of 65 mm h-1 for 60 min. Runoff samples were collected in plastic containers and soon after taken to the laboratory to quantify the losses of soil, water and nutrients. To minimize soil loss by interrill erosion, 75 % of the cane mulch must be maintained on the soil, to control water loss 50 % must be maintained and 25 % trash controls organic matter and nutrient losses. This information can contribute to optimize the use of this resource for soil conservation on the one hand and the production of clean energy in sugar and alcohol industries on the other.A erosão em entressulcos acontece devido à desagregação originada pelo impacto das gotas de chuva pelo transporte por meio do escoamento superficial, por arraste e suspensão das partículas superficiais do solo desagregadas, onde se encontram a matéria orgânica e os nutrientes fundamentais para a produção agrícola. A presença de resíduos vegetais sobre a superfície do solo altera as características do escoamento superficial gerado pela chuva e a consequente desagregação e transporte de sedimentos resultantes do processo erosivo. O objetivo deste trabalho foi determinar a quantidade mínima de palha a ser mantida na superfície do solo, em área cultivada com cana-de-açúcar, para proporcionar menores perdas de solo, água e nutrientes pela redução da erosão em entressulcos. O estudo foi realizado no município de Pradópolis-SP em um Latossolo Vermelho distrófico, em parcelas experimentais de 0,5 por 1,0 m de comprimento, e constituiu-se de cinco tratamentos com quatro repetições; a dose de aplicação de resíduos teve como base a produção de palha da área local de 1,4 kg m-2 (T1-sem palha; T2-25 % de palha; T3-50 % de palha; T4-75 % de palha; e T5-100 % de palha de cana-de-açúcar em superfície), sendo aplicada uma chuva simulada com intensidade de 65 mm h-1 durante 60 min. Foram coletadas amostras de enxurrada em recipientes plásticos, as quais, em seguida, foram levadas para laboratório para quantificar a perda de solo, de água e de nutrientes. A fim de minimizar a perda de solo por erosão em entressulcos, devem ser mantidos 75 % de cobertura com palha de cana-de-açúcar, 50 % de cobertura para perda de água e 25 % de cobertura para perda de matéria orgânica e nutrientes, o que possibilita otimizar o uso desse recurso tanto para a conservação do solo como para a produção de energia limpa em indústrias sucroalcooleiras.96397

Interrill erosion under sugarcane crop and its relation to the quantity of straw on soil surface

Orientadores: Zigomar Menezes de Souza, Marcílio Vieira Martins FilhoDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia AgrícolaResumo: Dentre as formas de erosão hídrica do solo, a erosão em entressulcos é uma das que causa maiores danos ao processo produtivo dos solos utilizados na agricultura, por provocar perda de solo, água e nutrientes. A erosão em entressulcos acontece pela desagregação do solo, pelo impacto das gotas de chuva, sendo as partículas desalojadas transportadas por um delgado fluxo laminar superficial. Porém, com a presença de resíduos vegetais sobre a superfície do solo são alteradas as características de escoamento superficial, desagregação e transporte de solo resultantes do processo erosivo. O objetivo deste trabalho consistiu em determinar a quantidade mínima de palha que deve ser mantida na superfície do solo em área cultivada com cana-de-açúcar que promova a conservação do solo, pela redução da erosão entressulcos. O experimento foi conduzido em um LATOSSOLO VERMELHO Distrófico, em parcelas com declividade de 0,07 m m-1, sob chuva simulada, com aplicação em superfície de quantidades variadas de palha de cana-de-açúcar, baseando-se na taxa de produção de palha local de 1,4 kg m-2. Os tratamentos avaliados representam quantidades de palha depositadas na superfície, em número de 5: 1) 0% de palha; 2) 25% de palha; 3) 50% de palha; 4) 75% de palha e 5) 100% de palha. As parcelas experimentais foram submetidas a chuvas simuladas com intensidade média de 65 mm h-1 (I), durante 60 minutos. O experimento foi conduzido num delineamento experimental inteiramente casualizado, com quatro repetições. Os resultados mostram comportamento semelhante para as parcelas com 50% de palha, 75% e 100% para perdas de material erodido, água e nutrientes. Portanto, conclui-se que: 1) A perda de solo, água e nutrientes reduziu com o aumento da quantidade de palha na superfície do solo, 2) A taxa de desagregação do solo diminuiu e o coeficiente de rugosidade e taxa de infiltração aumentaram com o incremento de palha de cana-de-açúcar na superfície do solo; 3) Para minimizar a perda de solo, água, nutrientes e matéria orgânica devem ser mantidos no mínimo 50% de cobertura do solo com palha de cana-de-açúcar, tendo em vista que essa condição, viabiliza a otimização desse recurso tanto para conservação do solo como para produção de energia limpa em indústrias sucroalcooleirasAbstract: Among the forms of soil erosion, interrill erosion is one that causes further damage to the productivity of soils used in agriculture, causing soil loss, water and nutrients. The interrill erosion occurs by the disintegration of the soil, the impact of raindrops, and the dislodged particles transported by a thin laminar flow surface. However, with the crop residue on the soil surface characteristics are altered runoff, breakdown and transport of soil resulting from erosion. The aim of this study was to determine the minimum amount of straw that must be maintained on the soil surface in the area cultivated with sugar cane that promotes soil conservation by reducing interrill erosion. The experiment was conducted on an Oxisol in plots with slope of 0.07 m m-1, under simulated rain with surface application of varying amounts of cane sugar straw, based on production rate straw place of 1.4 kg m-2. The treatments represent quantities of straw deposited on the surface, in number of 5: 1) 0% straw, 2) 25% straw, 3) 50% straw, 4) 75% straw and 5) 100% straw. The experimental plots were subjected to simulated rainfall with an average intensity of 65 mm h-1 (I) for 60 minutes. The experiment was conducted in a completely randomized design with four replications. The results show similar behavior to the plots with 50% straw, 75% and 100% for losses of eroded material, water and nutrients. Therefore, we conclude that: 1) The loss of soil, water and nutrients decreased with increasing amount of straw on the soil surface, 2) The rate of soil detachment and decreased roughness coefficient and infiltration rate increased with increase straw cane sugar on the soil surface, 3) To minimize the loss of soil, water, nutrients and organic matter should be kept at least 50% of soil covered with straw cane sugar, with In order that this condition, enables the optimization of this resource for both soil conservation and for production of clean energy in sugar and alcohol industriesMestradoAgua e SoloMestre em Engenharia Agrícol

Soil physical attributes and least limiting water range of a Distrofic Red Latossol under agricultural traffic control

The adoption of mechanized harvesting associated to the sugarcane handling system generates ground compaction which affects the water availability to the plants. The recent handling technique named traffic control is viewed as an alternative for sugarcane mechanization, in which traffic space is separated from plant growing spaces, concentrating the tires path in delimited lines. This study aimed to evaluate the effect of traffic control in areas cultivated with sugarcane, regarding the soil physical quality, and the mechanical harvesting system with no straw burning (raw sugarcane). The project was developed in area cultivated with sugarcane including the following treatments: with traditional mechanized harvesting; with traffic control - augmented span; with traffic control - augmented span and automatic driving. The soil physical attributes evaluated were the density, the macro and microporosity in layers from 0.00-0.10, 0.10-0.20 and 0.20-0.30m deep, in the row in entrerrodado under the wheels of sugarcane culture , as well as the least Limiting water range from 0.00 to 0.20m depth. The research was carried under a tri-factorial experimental design, with parcels subdivided into random block-type delineation. The minimum limiting water range verified that the management systems with traffic control had presented grater water availability to sugarcane crop.Com a adoção da colheita mecanizada no sistema de manejo da cana-de-açúcar, surge a preocupação da compactação do solo e seus efeitos danosos na disponibilidade de água às plantas. Uma recente técnica de manejo da mecanização agrícola denominada controle de tráfego representa uma alternativa para o cultivo de cana-de-açúcar, pois separa as zonas de tráfego das zonas em que há crescimento das plantas, concentrando a passagem de pneus em linhas delimitadas. O presente estudo teve por objetivo avaliar o efeito do controle de tráfego em áreas cultivadas com cana-de-açúcar, sobre a qualidade física do solo, no sistema de cana colhida mecanicamente sem queima (cana-crua). A pesquisa foi desenvolvida em área cultivada com cana-de-açúcar com os seguintes tratamentos: com colheita mecanizada tradicional; com controle de tráfego - aumento de bitola; com controle de tráfego - aumento de bitola e piloto automático. Foi avaliada a densidade do solo, a macro e a microporosidade do solo nas camadas de 0,00-0,10, 0,10-0,20 e 0,20-0,30m de profundidade, na linha de plantio, no entrerrodado e sob o rodado da cultura da cana-de-açúcar, bem como, o intervalo hídrico ótimo na camada de 0,00-0,20m de profundidade. O trabalho foi realizado dentro de um experimento trifatorial, com parcelas subsubdivididas no delineamento em blocos ao acaso. O intervalo hídrico ótimo permitiu verificar que os manejos com controle de tráfego apresentaram uma maior disponibilidade de água às culturas.15361542Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq

Atributos físicos do solo e intervalo hídrico ótimo de um Latossolo Vermelho distrófico sob controle de tráfego agrícola Soil physical attributes and least limiting water range of a Distrofic Red Latossol under agricultural traffic control

Com a adoção da colheita mecanizada no sistema de manejo da cana-de-açúcar, surge a preocupação da compactação do solo e seus efeitos danosos na disponibilidade de água às plantas. Uma recente técnica de manejo da mecanização agrícola denominada controle de tráfego representa uma alternativa para o cultivo de cana-de-açúcar, pois separa as zonas de tráfego das zonas em que há crescimento das plantas, concentrando a passagem de pneus em linhas delimitadas. O presente estudo teve por objetivo avaliar o efeito do controle de tráfego em áreas cultivadas com cana-de-açúcar, sobre a qualidade física do solo, no sistema de cana colhida mecanicamente sem queima (cana-crua). A pesquisa foi desenvolvida em área cultivada com cana-de-açúcar com os seguintes tratamentos: com colheita mecanizada tradicional; com controle de tráfego - aumento de bitola; com controle de tráfego - aumento de bitola e piloto automático. Foi avaliada a densidade do solo, a macro e a microporosidade do solo nas camadas de 0,00-0,10, 0,10-0,20 e 0,20-0,30m de profundidade, na linha de plantio, no entrerrodado e sob o rodado da cultura da cana-de-açúcar, bem como, o intervalo hídrico ótimo na camada de 0,00-0,20m de profundidade. O trabalho foi realizado dentro de um experimento trifatorial, com parcelas subsubdivididas no delineamento em blocos ao acaso. O intervalo hídrico ótimo permitiu verificar que os manejos com controle de tráfego apresentaram uma maior disponibilidade de água às culturas.The adoption of mechanized harvesting associated to the sugarcane handling system generates ground compaction which affects the water availability to the plants. The recent handling technique named traffic control is viewed as an alternative for sugarcane mechanization, in which traffic space is separated from plant growing spaces, concentrating the tires path in delimited lines. This study aimed to evaluate the effect of traffic control in areas cultivated with sugarcane, regarding the soil physical quality, and the mechanical harvesting system with no straw burning (raw sugarcane). The project was developed in area cultivated with sugarcane including the following treatments: with traditional mechanized harvesting; with traffic control - augmented span; with traffic control - augmented span and automatic driving. The soil physical attributes evaluated were the density, the macro and microporosity in layers from 0.00-0.10, 0.10-0.20 and 0.20-0.30m deep, in the row in entrerrodado under the wheels of sugarcane culture , as well as the least Limiting water range from 0.00 to 0.20m depth. The research was carried under a tri-factorial experimental design, with parcels subdivided into random block-type delineation. The minimum limiting water range verified that the management systems with traffic control had presented grater water availability to sugarcane crop

Soil, water and nutrient losses by interrill erosion from green cane cultivation

A erosão em entressulcos acontece devido à desagregação originada pelo impacto das gotas de chuva pelo transporte por meio do escoamento superficial, por arraste e suspensão das partículas superficiais do solo desagregadas, onde se encontram a matéria orgânica e os nutrientes fundamentais para a produção agrícola. A presença de resíduos vegetais sobre a superfície do solo altera as características do escoamento superficial gerado pela chuva e a consequente desagregação e transporte de sedimentos resultantes do processo erosivo. O objetivo deste trabalho foi determinar a quantidade mínima de palha a ser mantida na superfície do solo, em área cultivada com cana-de-açúcar, para proporcionar menores perdas de solo, água e nutrientes pela redução da erosão em entressulcos. O estudo foi realizado no município de Pradópolis-SP em um Latossolo Vermelho distrófico, em parcelas experimentais de 0,5 por 1,0 m de comprimento, e constituiu-se de cinco tratamentos com quatro repetições; a dose de aplicação de resíduos teve como base a produção de palha da área local de 1,4 kg m-2 (T1-sem palha; T2-25 % de palha; T3-50 % de palha; T4-75 % de palha; e T5-100 % de palha de cana-de-açúcar em superfície), sendo aplicada uma chuva simulada com intensidade de 65 mm h-1 durante 60 min. Foram coletadas amostras de enxurrada em recipientes plásticos, as quais, em seguida, foram levadas para laboratório para quantificar a perda de solo, de água e de nutrientes. A fim de minimizar a perda de solo por erosão em entressulcos, devem ser mantidos 75 % de cobertura com palha de cana-de-açúcar, 50 % de cobertura para perda de água e 25 % de cobertura para perda de matéria orgânica e nutrientes, o que possibilita otimizar o uso desse recurso tanto para a conservação do solo como para a produção de energia limpa em indústrias sucroalcooleiras.Interrill erosion occurs by the particle breakdown caused by raindrop impact, by particle transport in surface runoff, by dragging and suspension of particles disaggregated from the soil surface, thus removing organic matter and nutrients that are essential for agricultural production. Crop residues on the soil surface modify the characteristics of the runoff generated by rainfall and the consequent particle breakdown and sediment transport resulting from erosion. The objective of this study was to determine the minimum amount of mulch that must be maintained on the soil surface of a sugarcane plantation to reduce the soil, water and nutrient losses by decreasing interrill erosion. The study was conducted in Pradópolis, São Paulo State, in 0.5 x 1.0 m plots of an Oxisol, testing five treatments in four replications. The application rates were based on the crop residue production of the area of 1.4 kg m-2 (T1- no cane trash; T2-25 % of the cane trash; T3- 50 % trash; T4-75 % trash; T5-100 % sugarcane residues on the surface), and simulated rainfall was applied at an intensity of 65 mm h-1 for 60 min. Runoff samples were collected in plastic containers and soon after taken to the laboratory to quantify the losses of soil, water and nutrients. To minimize soil loss by interrill erosion, 75 % of the cane mulch must be maintained on the soil, to control water loss 50 % must be maintained and 25 % trash controls organic matter and nutrient losses. This information can contribute to optimize the use of this resource for soil conservation on the one hand and the production of clean energy in sugar and alcohol industries on the other.Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP