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BIOMASSA MICROBIANA GASES DO SOLO 6. Interrelações biomassa microbiana/gases do solo 2. Vias de produção dos gases do efeito estufa e fatores condicionantes.

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1 BIOMASSA MICROBIANA GASES DO SOLO 6. Interrelações biomassa microbiana/gases do solo 2. Vias de produção dos gases do efeito estufa e fatores condicionantes. 3. Princípios metodológicos para a quantificação 4. Importância ambiental dos gases do efeito estufa 5. Importância agrícola da biomassa microbiana 1. Componentes,funções e distribuição da biota do solo 5. Importância agrícola da biomassa microbiana

2 Qual o significado da quantificação da biomassa microbiana do solo ? Resíduos orgânicos: 100 g g CO 2 Biomassa (organismos do solo) Substâncias não húmicas Compostos húmicos complexos Húmus (15-35 g) 3-8 g g

3 BIOMASSA MICROBIANA Efeitos do ambiente, solo, práticas agrícolas e aditivos Reservatório de nutrientes e taxa de mineralização Indicador da qualidade do solo Efeitos do ambiente, solo, práticas agrícolas e aditivos Contaminação por metais pesados

4 Adaptado de R.C. Dalal (1998) Australian J. Exp. Agriculture, 38: (%)(mg C kg solo -1 )(%) C micr /C org Biomassa microbianaTeor de argila Efeito do teor de argila sobre a BMS

5 A BMS nas frações granulométricas do solo Textura solo: argilo-siltoso < > Solo total (mg kg solo -1 )(mm) C micr /C org Biomassa microbiana CFração granulométrica

6 55:14:7: Inverno (9-5) 84:14:8: Outono (11-7) 106:12:5: Verão (18-14) 49:13:8: Primavera (15-11) SPNC( o C dia/noite) C:N:P:SBMS (mg kg solo -1 ) Estação do ano Efeito sazonal sobre a BMS de solo sob pastagem Adaptado de R.C. Dalal (1998) Australian J. Exp. Agriculture, 38: Fatores que interferem: temperatura umidade disponibilidade de substrato

7 Pastagem nativa Milho (plantio convencional) Milho (plantio direto) Gramínea anual (ryegrass) Eucalipto Floresta de pinus Pastagem com Kikuyu Pastagem nativa Milho (plantio convencional) Milho (plantio direto) Gramínea anual (ryegrass) Eucalipto Floresta de pinus Pastagem com Kikuyu Pastagem nativa Milho (plantio convencional) Milho (plantio direto) Gramínea anual (ryegrass) Eucalipto Floresta de pinus Pastagem com Kikuyu Carbono orgânico (g C kg -1 ) Biomassa microbiana (mg C kg -1 ) Cmicr/Corg (%) Efeito do uso da terra sobre a BMS Adaptado de D. Nsabimana, R.J. Haynes, F.M. Wallis (2004) Applied Soil Ecology 26:81-92

8 Efeito do uso da terra sobre a BMS CulturaPlantioBM-CC org do soloC micr /C org mg. kg solo mg. kg solo (%) MilhoConvencional12019,60,61 Direto23721,51,10 Trigo/CenteioConvencional15022,30,67 Direto29925,51,18 TrigoConvencional760441,73 Direto940481,96 (manejo do solo)

9 RotaçãoC orgBMS-CBMS-N (%)(mg C kg solo -1 )(mg N kg solo -1 ) Trigo Trigo-pastagem 1.5 anos Trigo-pastagem 2.5 anos Pastagem 3.5 anos Efeito do uso da terra sobre a BMS (rotação de culturas) Adaptado de R.C. Dalal (1998) Australian J. Exp. Agriculture, 38:

10 BM-C em rotação MonoculturaSojaDiferença (%) C org em rotação (%) MonoculturaSojaDiferença --- mg C kg solo Sorgo ,314,8 0 Milho ,516,715,6- 6,6 Efeito do uso da terra sobre a BMS (rotação de culturas)

11 Anderson & Domsch (1986) maior ganho de MOS Diversificação do substrato: cadeia alimentar mais interdependente manutenção de mais C micr por unidade de C org Em equilíbrio: C micr :C org Monoculturas 2.3 Rotação de culturas 4.4

12 Biomassa Diversidade Clima úmidoClima árido Temp. intermediárias (17-27 o C) Temperaturas extremas pH do solo 5-8 pH alto ou baixo Floresta descídua Floresta tropical Floresta coníferas Pastagem permanente Cultivo contínuo Retôrno de resíduos compostagem Excesso fertilizantes e pesticidas Boa drenagem aeração Impedimento drenagem inundação

13 Conclusão: Aparentemente os valores de BMS expressam qualitativamente o efeito do clima, uso da terra e práticas agrícolas, mas é difícil comparar esses valores entre climas, tipos de solo e usos da terra diferentes.

14 BIOMASSA MICROBIANA Efeitos do ambiente, solo, práticas agrícolas e aditivos Reservatório de nutrientes e taxa de mineralização Indicador da qualidade do solo Reservatório de nutrientes e taxa de mineralização Contaminação por metais pesados

15 A BMS tem potencial para aumentar N, P e K Diaz-Raviña et al. (1993), Soil Biol.Biochem.25:25-31 kg ha kg ha -1 N ( % >) P 90 – 560 (8-100% >) K (1-69% >) Ca Solos agrícolas Solos sob floresta cm ( gC micr.g -1 ) Reservatório de nutrientes e taxa de mineralização

16 esterco animal + NPK esterco animal NPK P (26 kg ha -1 ) N (35 kg ha -1 ) Controle mg kg solo -1 S disponível BM-SP disponível BM-PTratamento Biomassa microbiana e disponibilidade de P e S em solo argiloso sob pastagem [ P ] nas plantas : BM-P R 2 = 0.83 [ P ] nas plantas : P disponível R 2 = 0.49 [ P ] nas plantas : BM-P + P disponível R 2 = 0.98

17 Conclusão: Embora os nutrientes imobilizados na BMS sejam potencialmente disponíveis para as plantas, a interpretação de sua contribuição efetiva é complicada pela aplicação de diferentes técnicas de medida e as variáveis como umidade, temperatura, pH, textura e relação C:nutriente que afetam tanto o processo de mineralização como o da imobilização.

18 BIOMASSA MICROBIANA Efeitos do ambiente, solo, práticas agrícolas e aditivos Reservatório de nutrientes e taxa de mineralização Contaminação por metais pesados Indicador da qualidade do solo Contaminação por metais pesados

19 Indicador de poluição por metais pesados

20 BM-C Fungos Bactérias qCO 2 solo natural excesso de metais pesados (Dias-Júnior et al., 1998) Estresse causado pelo excesso de metais pesados no solo

21 Conclusão: Os valores de BMS por si só não são bons indicadores de toxicidade por metais pesados. Algumas enzimas e plantas suceptíveis são indicadores mais sensíveis. Índices como Cmicr:Corg ou quociente metabólico podem ser mais úteis.

22 BIOMASSA MICROBIANA Efeitos do ambiente, solo, práticas agrícolas e aditivos Reservatório de nutrientes e taxa de mineralização Degradação de pesticidas Indicador da qualidade do solo

23 Aplicação das estimativas de biomassa microbiana Solo de qualidade é biologicamente ativo e contém variedade estável de microrganismos Apresenta rápida resposta à interferências externas Reflete o funcionamento do ecossistema Metodologia fácil e econômica Distribuição universal (especificidade individual/espacial)

24 Quociente metabólico ou atividade respiratória específica (qCO 2 ): produção de CO 2 por unidade de biomassa e tempo. qCO 2 reflete a energia necessária para a manutenção da população mg C-CO 2 g C micr -1 h -1

25 ÁreaBiomassa MicrobianaqCO 2 Respiração do solon* ( g C g solo )( n g C-CO 2 gC dia )( g C-CO 2 g solo dia -1 ) Pousio Cultura agrícola Campina Floresta * número de amostras de solo analisadas Possíveis causas: Alterações na composição da comunidade microbiana Efeito de um stress Proporção de células ativas diminui com o aumento da BM Altas concentrações de CO 2

26 Índices eco-fisiológicos qCO 2 C micr :C org (meio neutro) % 0.5 – 2.0ug C-CO 2 g C micr -1 h -1 Sob floresta ou cultivo valores críticos C micr : C org = reflete a disponibilidade de C para o crescimento da população qCO 2 = reflete a demanda de energia para a manutenção da população


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