O impacto da mudança no uso do solo sobre o sequestro de carbono e seus atributos microbiológicos

Dissertaçao (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental.A alteração no uso da terra pode modificar os estoques de carbono no solo e aumentar as emissões de CO2 para a atmosfera, contribuindo para agravar o aquecimento do planeta. O objetivo desse trabalho foi avaliar a dinâmica do carbono no solo dos diferentes tipos de cobertura vegetal do Planalto Serrano de Santa Catarina. O trabalho foi conduzido em Campo Belo do Sul-SC, em um Nitossolo Háplico e Cambissolo Húmico, com inclusões de Neossolos Litólicos, entre os meses de fevereiro e maio de 2007. As áreas avaliadas foram: Campo Nativo (CN); Floresta Ombrófila Mista Clímax (FOMc); Floresta Ombrófila Mista em estágio avançado de regeneração (FOMr); Reflorestamento de Araucaria angustifolia com 12 anos de idade (RA); Reflorestamento de Eucalyptus dunnii com 12 anos de idade (RE) e Reflorestamento de Pinus taeda (RP) com 12 anos de idade. As amostras foram alocadas em áreas geograficamente próximas, com no máximo 5 km de distância, minimizando interferências de características pedológicas, climáticas e topográficas. Para quantificar os estoques de carbono no solo foram analisados a densidade e o teor de carbono no solo de 0-20cm de profundidade. Os atributos bioquímicos do solo analisados foram o carbono na biomassa microbiana (CBM); a respiração basal do solo (RBS) e seus índices calculados: quociente microbiano (qMic) e o quociente metabólico (qCO2). Os maiores estoque de carbono (Ct) foram encontrados na Floresta Ombrófila Mista em estágio avançado de regeneração (FOMr) com 79,6 Mg ha-1. Os valores do Ct no Campo nativo (CN), foram de 70,7 Mg ha-1 e na Floresta Ombrófila Mista Clímax (FOMc) de 75,7 Mg ha-1, esses valores foram superiores aos encontrados no reflorestamento de Araucaria, com 62,7 Mg ha-1, ao reflorestamento de Eucalyptus, com 68,1 Mg ha-1 e no reflorestamento de Pinus, com 63,3 ha-1. Os atributos bioquímicos mostram a atividade metabólica do solo (CBM, RBS, qMic e qCO2) indicam que o Campo Nativo (CN) e a Floresta Ombrófila Mista em estágio Clímax (FOMc) possuem a melhor capacidade de armazenar carbono no solo, entre todos os sistemas de uso da terra analisados. Os resultados apresentados no reflorestamento de Araucaria indicam boa capacidade de utilização do carbono advindo da decomposição da matéria orgânica. Os valores encontrados na Floresta Ombrófila Mista em estágio avançado de regeneração (FOMr) demonstraram um ambiente em transição, com baixas concentrações de carbono na biomassa microbiana (325,8 mg kg-1) e altos índices de respiração basal do solo (69,7 mg CO2 kg solo), o que indica um ambiente em desequilíbrio emitindo muito CO2 para a atmosfera e armazenando pequena quantidade no solo. Nos reflorestamentos de Eucalyptus (RE) e Pinus (RP), os altos índices de RBS, (51,8 e 46,6 mg CO2 kg solo, respectivamente) e qCO2 (0,23 e 0,24 µg CO2/ µg C g-1 solo h-1, respectivamente) e as baixas concentrações de CBM (263,78 e 293,31 mg . kg-1, respectivamente) sugerem que esses sistemas de uso da terra emitem maior quantidade de CO2 para a atmosfera, pela respiração microbiana. As mudanças na precipitação e na temperatura atmosférica ao longo dos meses analisados causaram variações diferentes para cada sistema de uso da terra analisado. De modo geral, os maiores resultados no estoque de carbono (Ct), no carbono da biomassa microbiana (CBM), na respiração basal do solo (RBS) e no quociente microbiano (qMic) foram encontrados nos meses de abril e maio, que caracterizam o início da diminuição da temperatura

Métodos de fenotipagem e estádios fenológicos para quantificar o sistema radicular de feijoeiro

The objective of this work was to evaluate root phenotyping methods and the ideal phenological stage to quantify the root system of fixed and segregating common bean populations, in order to select superior genotypes. The experiment was carried out in two municipalities in the state of Santa Catarina, Brazil, and the treatments consisted of six genotypes, the Shovelomics and WinRHIZO root phenotyping methods, and the V4-4, R6, and R8 phenological stages. The simple lattice experimental design was used to evaluate the following variables: basal root angle, vertical root length, left and right horizontal root length, total root length, projected area, and root average volume and diameter. For all variables, there was a significant interaction between phenotyping methods and phenological stages, showing their influence on root system evaluation. The Shovelomics and WinRHIZO phenotyping methods are efficient in quantifying the root system of common bean plants and show specificity for phenological stages, regardless of the genotype. The quantification of the root system of fixed and segregating genotypes is analogous in both methods. The Shovelomics method is more efficient in evaluating the root system of common bean at the R8 stage, and the WinRHIZO method, at the R6 stage.O objetivo deste trabalho foi avaliar métodos de fenotipagem de raízes e o estádio fenológico ideal para quantificação do sistema radicular de populações fixas e segregantes de feijoeiro, para selecionar genótipos superiores. O experimento foi realizado em dois municípios do estado de Santa Catarina, Brasil, e os tratamentos consistiram em seis genótipos, nos métodos de fenotipagem Shovelomics e WinRHIZO, e nos estádios fenológicos V4-4, R6 e R8. O delineamento experimental látice simples foi utilizado para avaliar as seguintes variáveis: ângulo de raiz basal, comprimento vertical das raízes, comprimento horizontal esquerdo e direito das raízes, comprimento total das raízes, área projetada, e volume e diâmetro médio de raízes. Para todas as variáveis, houve interação significativa entre os métodos de fenotipagem e os estádios fenológicos, o que mostra a influência desses na avaliação do sistema radicular. Os métodos de fenotipagem Shovelomics e WinRHIZO são eficientes para a quantificação do sistema radicular do feijoeiro e apresentam especificidade para o estádio fenológico, independentemente do genótipo. A quantificação do sistema radicular de genótipos fixos e segregantes é análoga em ambos os métodos. O método Shovelomics é mais eficiente para avaliar o sistema radicular do feijoeiro na fase R8, e o método WinRHIZO, na fase R6

Variability in symbiotic effectiveness of N 2 fixing bacteria in Mimosa scabrella

A B S T R A C T Bracatinga (Mimosa scabrella Benth.) is a leguminous tree native to southern Brazil with high economic potential as a source of timber and biomass. Little is known about the diversity of bacteria in the root nodules of this species and how this diversity is associated with N 2 fixation efficiency. We isolated 288 bacterial colonies from root nodules collected from M. scabrella in 61 locations across its native range. Strains were first characterized according to morphological traits and 16S rRNA sequencing and we then selected twenty-eight belonging to known nodulating genera for testing N 2 fixation effectiveness. We found that M. scabrella associated with several N 2 fixing and endophytic bacteria. Strains closely related to Burkholderia nodosa were the most common N 2 fixing bacteria and were capable of providing all N required by the host. Cupriavidus was found nodulating M. scabrella, however, only forming non-fixing nodules. Endophytic bacteria detected in the nodules corresponded to the genera Pseudomonas, Pantoea, and, for the first time we found Paenibacillus, Brevibacillus, Serratia and Arthrobacter. Our study shows both high bacterial diversity and variability in N 2 fixing effectiveness even between closely related Burkholderia strains, indicating that careful consideration of N 2 fixing bacterial diversity is important to maximize the use of M. scabrella as a natural resource