REVISTA DE BIOLOGIA E CIÊNCIAS DA TERRA ISSN 1519-5228
Volume 8 - Número 1 - 1º Semestre 2008
Influências dos diferentes sistema de manejo no comportamento da microbiota do
solo em áreas sob cultivo de mamão na região de Cruz das Almas, BA
Maria da Conceição de Almeida1; Aldo Vilar Trindade2; Isabel Cristina Silva Maia3; Marise Conceição Marques1
RESUMO
O objetivo deste trabalho foi avaliar as alterações em alguns atributos microbiológicos de um solo de Tabuleiros Costeiros, cultivado com mamoeiro ( Carica papaya)., sob diferentes manejos de cobertura vegetal, como forma de avaliar a qualidade do solo. Amostras de solo foram coletadas em duas profundidades (0 -10cm e 10-30cm), nas entrelinhas do mamoeiro, em abril (final do período seco) e novembro (final do perídodo chuvoso) de 2002, sendo feita as determinações de biomassa microbiana, respiração basal, redução do diacetato de fluoresceína (FDA), fosfatasse ácida e grandes grupos (fungos e bactérias ); em área cultivada por quatro anos com os seguintes manejos: 1.Capina ; 2.Grade nas ruas da cultura; 3.Subsolagem + feijão-de-porco (Canavalia ensiformis) ; 4.Subsolagem + Caupi (Vignia sp.); 5.Subsolagem + calagem + gesso e feijão-de-porco; 6.Subsolagem + vegetação nativa, roçada quando necessária. Os manejos de cobertura e a profundidade de coleta não promoveram alterações significativas na biomassa microbiana do solo. Os manejos influenciaram a respiração basal, a atividade da fosfatase ácida. A manutenção da cobertura é importante para a população e atividade dos microrganismos do solo, mas esse efeito é diferenciado com a espécie de planta introduzida.
Palavras-chaves: Biomassa, respiração, manejos, qualidade do solo.
Influences of different system of management in the comportment of microbial of
soil in areas under cultivated with papaya in the region of Cruz das Almas, BA
ABSTRACTThis research aimed to evaluate the changes in some attributes of a microbiological soil Tabuleiros Coastal, cultivated with papaya (Carica papaya), under different managements of cover vegetation, with forms to evaluate the quality of soil. Soil samples were collected at two depths (0-10cm and 10-30cm), between the lines of crop papaya, in april (end of season dry) and november (end of season rainy) of 2002, been made the determinations of biomass microbian, respiration basal , reducing the fluorescein diacetate (FDA), phosphatase acid and large groups (fungi and bacteria ), in area cultivated for four years with the following management: 1.Weed; 2.Harrow; 3.Subsolagem + beans-of-pig (Canavalia ensiformis); 4.Subsolagem + Caupi (Vignia sp.); 5.Subsolagem + lime + plaster and beans-de-pig; 6.Subsolagem + cross before planting + vegetation native, mowing when necessary. The managements of coverage and depth of spoon not promoted alteration significant in biomass microbian of soil. The managements influenced the respiration basal, the activity of phosphatase acid. The maintenance of coverage is important to the population and activity the microorganisms of soil, but this effect is differentiated with the species of plant introduced.
1 INTRODUÇÃO
A preocupação com os recursos naturais tem se tornado uma constante, principalmente quando se refere ao setor agropecuário. Em função disso, a utilização de técnicas que tem como premissas a manutenção da qualidade do solo e a sustentabilidade dos sistemas agrícolas tem ganhado importância nos últimos anos, com vistas a evitar a degradação do solo. Por outro lado a utilização de tecnologias adequadas para manejo do solo e das culturas é fundamental, principalmente quando adaptadas as condições especificas dos ambientes de cultivos (Doran & Parkin 1994)
A região dos Tabuleiros Costeiros é um destes casos, pois a mesma apresenta horizonte coeso que promove limitações para uso agrícola tais como: baixo teor de nutrientes, aumento da acidez em profundidade, baixa capacidade de retenção de água e baixa capacidade de troca catiônica. Assim sendo, sugere-se a adoção de sistemas de manejo diferenciados, a fim de minimizar os efeitos negativos (Mendonça, 2006).
O mamoeiro é largamente cultivado em todo Brasil, principalmente nos Estado da Bahia, Espírito Santo e Pará. De forma que faz do Brasil o maior produtor de mamão, sendo responsável por 48,57 t/ha, que é 174,87% superior à média mundial, de 17,67 t/ha (Souza, 2002). Na Bahia são mais de 12,5 mil hectares cultivados, produzindo 600 mil toneladas da fruta por ano em 16 municípios. A produção do extremo sul baiano corresponde a 78% do total produzido no Estado, com escoamento diário em torno de 1560 toneladas. Isso representa 55% da produção brasileira de mamão (Carvalho, 2005).
O estabelecimento de todos os sistemas de cultivo inicia-se com a retirada da vegetação natural, provocando alterações nos atributos químicos, físicos e biológicos do solo, implantando assim uma nova condição no sistema solo. Levando normalmente a necessidade de utilização de plantas na cobertura do solo, visando a melhoria das condições físicas, químicas e biológicas do solo, possibilitando a maximização das colheitas, redução dos custos e assegurando a
viabilidade da manutenção do processo produtivo (Rufalto et al., 2007).
A inclusão de leguminosas como cobertura do solo é uma estratégia que resulta em diversos benefícios tais como seu efeito nos estoques de matéria orgânica e húmus, ciclagem de nutrientes, proteção contra erosão, além de ter papel na diversidade e dinâmica dos microrganismos. .De maneira que o uso de microrganismos e processos microbiológicos são indicadores da qualidade dos solos, pois estes respondem rapidamente às mudanças no ambiente do solo em função do manejo empregado (Kennedy & Papendick, 1995).
Uma vez que a microbiota afeta direta e indiretamente a produtividade agrícola, a avaliação e o conhecimento dos processos microbiológicos tornam-se de inegável importância para um manejo adequado do solo, visando a sua conservação e produtividade (Vargas & Scholles, 2000).
Neste contexto, o objetivo deste trabalho foi avaliar as influências dos diferentes sistemas de manejo no comportamento da microbiota do solo em áreas sob cultivo de mamão na região de Cruz das Almas, BA.
2 MATERIAL E MÉTODOS
A pesquisa foi desenvolvida na região de Cruz das Almas, Bahia, situada a 12º 40' 39'' de latitude Sul e 39º 06' 22'' de longitude Oeste. Clima da região, segundo a classificação de Köppen, é uma transição entre as zonas Am e Aw, do tipo seco e subúmido. Com uma precipitação pluviométrica média anual de 1224 mm, altitude de 226 m e umidade relativa do ar de 80% (Embrapa 1993). Além de apresentar relevo predominantemente plano a suave ondulado, característico da região de Tabuleiros Costeiros (Jacomine et al., 1975). O solo é classificado como Latossolo Amarelo.
A área experimental estava sob cultivo das variedades de mamoeiro ‘Sunrise Solo’ e ‘Tainung 1’. O referido experimento foi montado em delineamento em blocos casualizados com parcelas subdivididas (“Split Plot”), constando de 6 tratamentos (Tabela 1) e três repetições. Cada parcela experimental apresentava as dimensões de 432 m2 com
subparcelas de 216 m2, totalizando 7.776m2 a área útil total do experimento. Cada parcela contendo 72 plantas, sendo 36 plantas totais por subparcelas, com 16 plantas úteis em cada uma das subparcelas. Para cada variedade o número de plantas foi de 972, com espaçamento de 3,0 m entre filas e de 2,0 m entre plantas nas linhas do plantio.
As coletas de amostras de solo foram realizadas no final do período de chuvas e depois da coleta das leguminosas, sendo retiradas nove subamostras aleatórias na parcela útil, nas entrelinhas, perfazendo uma amostra composta, num total de três amostras definitivas por tratamento. No total foram amostrados seis tratamentos, em duas profundidades, de 0-0,10 m e 0,10-0,30 m. Tabela 1. Tratamentos e os respectivos sistemas de
manejos aplicados à cultura do mamão, Cruz das Almas, BA.
Tratamentos Sistema de Manejo
1 Capinas
2 Gradagem + herbicidas
3 Subsolagem + Feijão-de-proco (Canavalia ensiformis) 4 Subsolagem + Caupi (Vignia sp.) 5 Subsolagem + calagem + gesso +
feijão-de-porco
6 Subsolagem + vegetação nativa + roçagem
As amostras foram acondicionadas em sacos plásticos e transportadas para o laboratório de Microbiologia do Solo da Embrapa Mandioca e Fruticultura. No laboratório, as amostras foram peneiradas em malha de 4 mm, após esta fase as amostras foram mantidas em sala fria (5 a 10oC). A umidade foi determinada segundo metodologia descrita por Monteiro & Frighetto (2000) e ajustada todas as amostras para 50% da capacidade máxima de retenção.
A respiração basal foi determinda utilizando a metodologia descrita por Isermeyer (1952), citada por Alef e Nannipieri (1995) com algumas modificações; determinada pela quantificação do dióxido de carbono (CO2)
liberado pelo processo de respiração microbiana durante 3 dias de incubação .
A determinação do carbono da biomassa microbiana (BM-C) foi realizada pelo método de fumigação-extração (Vance et
al., 1987), também com algumas adaptações, mas com o princípio básico a extração do carbono microbiano após a morte dos microrganismos e lise celular pelo ataque do clorofórmio e liberação dos constituintes celulares. A atividade enzimática do solo usando a hidrólise do Di-Acetato de Fluoresceína (FDA) tem como princípio a determinação colorimétrica da Fluoresceína que é formada por uma série de enzimas hidrolíticas encontradas no solo (proteases, lipases e esterases) quando o solo é incubado com uma solução tamponada de diacetato fluoresceína (FDA). "Methods for assessing soil quality" SSSA special publication number 49.
De acordo com Rojo et al. (1990) há predominância da atividade da fosfatase ácida sobre a alcalina, pelo fato da enzima ácida predominar em solo ácido e a alcalina, em solo alcalino. Com base nessas informações deu-se preferência à avaliação da fosfatase ácida, já que se trata de estudo em solos ácidos. A mensuração da atividade da fosfatase é baseada na leitura em espectrofotômetro, do p-nitrofenol, que resulta da atividade enzimática da fosfatase ácida, conforme descrito em Dick et al., (1996).
Para determinações de grandes grupos, utilizou-se contagem em placas de Bactérias e Fungos de acordo com (Lorch, et al., 1995; Alef, 1995). Entre as dificuldades da quantificação dos microrganismos do solo é o grande número existente e seu pequeno tamanho. Assim, um dos princípios da contagem dos microrganismos é a diluição da população para números contáveis de unidades formadoras de colônias (UFC). Foram realizadas análises de variância e de correlação entre todas as variáveis estudadas. As médias foram comparadas pelo teste de Tukey ao nível de 5%, para isso utilizou-se o programa estatístico SAS (1996). A análise de variância para o número de bactérias foi feita com base nos dados transformados em log e para fungos transformados em arcsen (raizUFC).
3 RESULTADOS E DISCUSSÃO
A respiração basal do solo foi influenciada pelos sistemas de manejo
implantados, nas duas épocas de amostragem (Figura 1 e 2). Os valores médios variaram de 0,54 a 1,49 µg C-CO2 g-1 solo seco h-1 e 3,16 a
4,26 µg C-CO2 g-1 solo seco h-1, em maio e
novembro, respectivamente.
Para Maio/2002 (início das chuvas) (Figura 1 - A), os maiores valores de respiração basal foram obtidos no sistema de manejo com capinas em área total (1), seguido do manejo com subsolagem cruzada associada à leguminosa feijão de porco (3). Para as amostras coletadas em Novembro/2002 (início do período seco) (Figura 1 - B), a área onde efetuou-se capinas em área total (1), seguido da área manejada com grade e herbicidas (2), apresentaram os maiores resultados. Não verificou-se diferenças significativas entre os manejos com subsolagem e diferentes plantas de cobertura. .A 0 0,5 1 1,5 2 1 2 3 4 5 6 Sistemas de Manejos R es pi ra çã o ba sa l (µ g C -C O2 g -1 s ol o se co h -1) b b b b a a B 0 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 6 Sistemas de Manejos R es pi ra çã o ba sa l (µ g C -C O2 g -1 s ol o se co h -1) a a b b b b
Figura 1. Respiração basal nos diferentes sistemas de
manejo (A = Maio/2002; B = Novembro/2002). 1-Capinas; 2- Gradagem + herbicidas; 3- Subsolagem + feijão de porco; 4- Subsolagem + Caupi; 5- Subsolagem + calagem + gesso + feijão de porco; 6- Subsolagem + vegetação nativa + roçagem.
Os valores de respiração basal descritos na literatura são bastante variados. Rodrigues
et al. (1994) constataram que a respiração basal, em solos coletados sob condição tropical, variou de 6,3 a 20,0 µg g-1 dia de C-CO2 no solo. Enquanto que em solos de
Londrina (PR) utilizando-se diferentes sistemas de preparo do solo e sucessão de culturas, a respiração basal variou de 1,85 a 7,54 µg g-1 dia de C-CO2 no solo (Balota et al., 1998). Já
em solos de tabuleiro cultivado com cana-de-açúcar com e sem queima da palhada, a respiração acumulada (evolução de CO2 no
período de cinco dias) variou de 15,1 a 101,0 mg Kg-1 de C-CO2 no solo (Mendonza et al.,
2000). D’Andréa et al. (2002) estudando solos do sul do estado de Goiás submetidos a diferentes sistemas de manejo, observaram uma variação de 10,89 a 44,26 µg CO2 g-1 h-1.
Observa-se que os resultados encontrados neste trabalho corroboram com os obtidos por Balota et al., (1998) e Mendonza et al., (2000) sendo considerados solos de alta atividade, porém inferiores aos encontrados por D’Andréa et al. (2002), evidenciando assim que a respiração basal é dependente do manejo, da cubertura vegetal consequentemente umidade, temperatura e aeração. Essas variações também está relacionada com a biomassa microbiana, que com maior diversidade na cobertura vegetal ocorre um aumento da biomassa que consequentemente vai reduzir assim atividade de respiração e o CO2 será utilizado para manutenção da
atividade dos microroganismos.
A influência da profundidade de amostragem nos resultados da respiração basal só foi observada no início das chuvas (Maio/2002) (Figura 2), com maiores taxas na profundidade de 0 – 0,10 m. A deposição de resíduos na superfície leva a uma maior concentração de material orgânico nos primeiros centímetros do solo. Para Araújo & Monteiro (2007), a respiração microbiana diminui com a profundidade do solo e correlaciona-se significativamente com o conteúdo de matéria orgânica; refletindo a distribuição dos resíduos vegetais e da matéria orgânica biodegradável.
0 0,5 1 1,5 0 -0,10 0,10 – 0,30 Profundidades (m) µ g C C O2 g -1 so lo se co h -1 a b
Figura 2 – Respiração basal nos diferentes sistemas de
manejo em duas profundidades no período de Maio/2002.
Os valores médios de carbono da biomassa microbiana (CBM) variaram de 385 a 777 µg C g-1 solo seco para as amostras coletadas no início das chuvas e plantio nas entrelinhas das culturas de cobertura vegetal (Maio/2002) e de 381 a 660 µg C g-1 solo seco para as amostras coletadas no início do período seco (Novembro/2002) (Tabela 2). Os valores de CBM obtidos estão dentro da faixa daqueles observados por Gonçalves et al., (2002) e Marques et al., (2002), embora sob condições edafoclimáticas diversas.
Tabela 2 – Carbono da biomassa microbiana nos diferentes sistemas de manejo e em diferentes épocas do ano, Cruz das
Almas – BA. C da biomassa microbiana Maio/2002 Novembro/2002 Sistemas de Manejos 0 – 0,10 m 0,10 – 0,30 m 0 – 0,10 m 0,10 – 0,30 m ---µg C g-1 solo seco--- 1 717,83 646,70 454,73 565,03 2 686,23 542,27 474,90 461,73 3 777,40 669,43 503,80 483,93 4 602,20 385,30 487,10 381,23 5 552,73 555,70 660,00 525,37 6 594,23 489,53 449,97 447,83 Média 655,10 548,15 505,08 477,52
1-Capinas; 2- Gradagem + herbicida; 3- Subsolagem + feijão de porco; 4- Subsolagem + caupi; 5- Subsolagem + calagem + gesso + feijão de porco; 6- Subsolagem + vegetação nativa + roçagem.
Embora Angers et al. (1993) afirmem que a presença de leguminosas, associada à redução do revolvimento do solo promove o aumento do C da biomassa microbiana, mas em nossas condições de estudo, não pode ser confirmado esse efeito nos sistemas de manejo utilizado.
Possivelmente pelos baixos teores de matéria orgânica encontrados nas amostras. Por outro lado Vargas & Scholles (2000) avaliando as alterações nas propriedades biológicas do solo, utilizando diferentes manejos (convencional, reduzido e plantio direto), dois sistemas de sucessões de culturas, avaliadas em quatro épocas no ano e em duas profundidades (0-0,05 e 0,05-0,15 m), verificaram que o carbono da biomassa microbiana foi afetado pela profundidade de amostragem em todas as avaliações, com maiores valores na camada de 0-0,05 m.
A atividade enzimática do solo, estimada pela redução do diacetato de fluoresceína (FDA), não foi influenciada pelos manejos nas duas épocas. Os valores encontrados em Maio/2002, foram de 59,92 a 75,73 mg F h-1 Kg-1 solo, e os obtidos em Novembro/2002 25,78 a 41,12 mg F h-1 Kg-1 solo. Houve efeito da atividade enzimática em profundidade, sendo encontrado os maiores valores para a camada de 0,10 – 0,30 m (Figura 3).
A hidrólise de FDA é usada como indicador geral da atividade hidrolítica, incluindo as proteases, lipases e esterases, que também são capazes de liberar compostos fluorogênicos (Taylor et al., 2002). Portanto esperava-se que na superfície do solo, onde ocorre a maioria dos processos de decomposição, houvesse uma maior atividade de hidrólise do FDA, o que não ocorreu em novembro/2002 (Figura 3). Este resultado pode
ser explicado, provavelmente, pela presença do sistema radicular das leguminosas em maior profundidade, estimulando os processos microbiológicos. 0 10 20 30 40 0-10 10-30 Profundidades (cm) m g F h – 1 K g – 1 s o lo b a
Figura 3 – Hidrólise do diacetato de fluoresceína (FDA)
em um solo nos diferentes sistemas de manejo e em duas profundidades (Novembro/2002).
Os valores observados para a atividade de fosfatase ácida apresentou diferença significativa apenas na coleta de Maio/2002, que variaram de 3,82 a 6,88 mg P-nitrofenol g-1 h–1 (Figura 4). Os menores valores foram observados nas áreas manejadas com
subsolagem + feijão de porco (3) e com a presença de vegetação nativa (6). Os maiores valores foram obtidos nos outros tratamentos que não diferiram significativamente entre si. Em estudos realizados por Conte et al. (2002), verificou-se que a atividade da fosfatase ácida em solo com sistema de plantio direto e sob mata nativa, foi elevada, correspondendo a cerca de 2,5 vezes a do solo cultivado, demonstrando a sua importância no fornecimento de P às plantas em sistemas naturais. Este efeito não foi observado neste estudo quanto à ação das diferentes espécies de leguminosas. Segundo Araújo & Monteiro (2007), as enzimas são mediadoras do catabolismo biológico dos componentes orgânico e mineral do solo, no qual a atividade enzimática do solo possui as características de: ser relacionada com a matéria orgânica, propriedades físicas e com a atividade e biomassa microbiana. 0 2 4 6 8 1 2 3 4 5 6 Manejos m g P - n it ro fe n o l g -1 h -1 a a b a a b
Figura 4. Atividade da fosfatase ácida nos diferentes sistemas de manejos (Maio/2002). 1- Capina; 2- Gradagem; 3-
Subsolagem + feijão de porco; 4- Subsolagem + Caupi; 5- Subsolagem + calagem + gesso + feijão de porco; 6- Subsolagem + vegetação nativa + roçagem.
Na avaliação da população microbiana, o número de unidades formadoras de colônias de bactérias e fungos variou de 2,97 a 501,7 e 0,20 a 2,58 UFC x 103 g-1 solo seco, respectivamente (Tabela 3).
A análise da variância revelou que não houve efeito dos diferentes sistemas de manejo e da profundidade na população de fungos e bactérias (novembro/2002 e maio/2002 na
profundidade 0,10 – 0,30 m). Em relação à população de bactérias (maio/2002), observou-se diferenças significativas nas contagens de bactérias entre o manejo com capina em área total (1), apresentando contagens expressivas em relação aos demais manejos, com menores contagens.
Tabela 3. Números de bactérias e fungos nos diferentes sistemas de manejos, em diferentes profundidade (m) e em dois
períodos, Cruz das Almas – BA.
Bactérias Fungos
Maio/2002 Novembro/2002 Maio/2002 Novembro/2002
Sistemas de Manejos
0 – 0,10 0,10-0,30 0 –0,10 0,10 – 0,30 0 – 0,10 0,10-0,30 0-0,10 0,10-0,30 ---NºUFC x 103 g-1 solo seco--- ---NºUFC x 103 g-1 solo seco---
1 501,78 a 92,92 18,98 7,18 2,53 2,29 1,38 0,87 2 15,66 b 32,39 7,81 11,88 0,94 0,73 0,47 0,34 3 28,92 b 29,56 6,22 2,97 2,58 1,11 0,47 0,41 4 13,57 b 62,99 38,94 3,44 1,56 1,18 0,21 0,64 5 20,57 b 81,68 5,86 4,89 1,46 1,57 0,69 0,32 6 15,17 b 54,67 4,63 27,53 1,49 1,21 0,75 0,20 Médias 99,28 59,03 13,74 9,65 1,76 1,35 0,66 0,46
-Capina; 2- Gradagem + herbicida; 3- Subsolagem + feijão de porco; 4- Subsolagem + caupi; 5- Subsolagem + calagem + gesso + feijão de porco; 6- Subsolagem + vegetação nativa + roçagem.
Os resultados de contagens de bactérias e fungos evidenciaram que não houve efeito da profundidade nas duas épocas (Tabela 3). As maiores contagens de bactérias e fungos foram observados em Maio/2002 (início das chuvas), provavelmente pelas melhores condições de umidade e temperatura.
Cattelan et al. (1997) avaliando a população microbiana (bactérias, fungos e actinomicetos) em latossolo submetido a diferentes preparos de solo, observaram que as bactérias tiveram sua contagem diminuída pelo preparo com grade pesada, nas duas profundidades (0 – 0,08 e 0,08 – 0,20 m), e que os fungos não foram afetados.
4 CONCLUSÕES
Os manejos empregados influenciaram a respiração basal e a atividade da fosfatase ácida.
A população e atividade de microrganismos em profundidade no solo foram alteradas pelo manejo de cobertura empregado.
Os atributos microbiológicos são indicadores sensíveis às alterações causadas pelos sistemas de manejo utilizados.
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1Alunas de Pós-Graduação em Agronomia (Ciências do Solo), UFRPE. Bolsistas/CNPq, Recife, PE. E-mail: marycalmeida@yahoo.com.br
2Pesquisador da Embrapa Mandioca e Fruticultura Tropical, Cruz das Almas, BA.
3Mestra em Ciências Agrárias pela UFBA, Cruz das Almas, BA.
