Comunidades microbianas e qualidade do solo em povoamentos de eucalipto

Abstract

Este trabalho teve como objetivo geral avaliar conjuntos de indicadores físicos, químicos e microbiológicos e analisar a diversidade e estrutura das comunidades microbianas do solo de modo a inferir sobre a Qualidade do Solo. Alterações na estrutura e função das comunidades microbianas e da qualidade do solo, decorrentes do uso do solo com a cultura do eucalipto no Brasil ainda são pouco conhecidos. Com objetivo de analisar essas alterações, o trabalho foi realizado na região do Vale do Rio Doce – MG, abrangendo quatro locais climáticos distintos e diferentes classes de solo, Latossolo e Cambissolo, com amostragem em duas épocas, na estação seca e na de chuvas. Foram selecionadas áreas de povoamentos de eucalipto a partir do terceiro ciclo de cultivo, e de matas nativas em Virginópolis, Belo Oriente (Rio Doce), Cocais e Santa Bárbara. Nessas áreas, o conjunto de indicadores microbiológicos e bioquímicos a ser utilizado para a determinação de índices de qualidade do solo deve ser constituído por um número mínimo de indicadores, a saber: o carbono da biomassa microbiana, o quociente microbiano, a taxa de respiração basal, a atividade de fosfatase ácida, o nitrogênio mineralizável e o nitrogênio da biomassa microbiana. Os indicadores microbiológicos e bioquímicos mostraram-se sensíveis para detectar diferenças quanto às classes de solo. Na avaliação do efeito do uso da terra dentro de cada combinação de classe de solo e de cada região, a freqüência de efeitos significativos (p < 0,10) do uso da terra, considerando a classe de solo Latossolo, foi maior para o carbono da biomassa microbiana (75 %) e a atividade da fosfatase ácida (75 %) e, em Cambissolo foi maior para o nitrogênio mineralizável (75 %) e o nitrogênio da biomassa microbiana (50 %). Na estação de chuvas essa freqüência foi maior para a taxa de respiração basal, nitrogênio mineralizável e atividade da fosfatase ácida, todos com 50 %, enquanto na estação seca carbono da biomassa microbiana, nitrogênio mineralizável e o quociente microbiano foram os mais sensíveis para detectar a ocorrência de mudanças. A freqüência de efeitos significativos (p < 0,10) correspondeu a 75 % com estes indicadores. A constatação de variação sazonal nos valores dos indicadores microbiológicos demonstra a necessidade da realização de campanhas de amostragem durante os períodos característicos das estações do ano, para melhor definição do conjunto de indicadores microbiológicos a ser utilizado para avaliação da qualidade do solo. A Eletroforese em Gel com Gradiente Desnaturante (DGGE) com o uso de iniciadores grupo-específico para Firmicutes mostrou-se com maior sensibilidade para detectar diferenças causadas pelo efeito do uso da terra, com aumento da diversidade em solos sob eucalipto. Também foi sensível para detectar diferenças sutis nas classes de solo Latossolo e Cambissolo, com menor diversidade para solos da classe Cambissolo. A DGGE com o uso de grupos de iniciadores específicos para g -Proteobacteria, leveduras e fungos mostrou-se sensível para detectar diferenças quanto ao uso da terra e classe de solo. O uso de iniciadores grupo- específico aumentou a sensibilidade da técnica de DGGE para avaliar o efeito do uso da terra com a cultura do eucalipto.

This study aimed to evaluate sets of physical, chemical and microbiological indicators and to analyze the diversity and structure of soil microbial communities in order to assess soil quality. Changes in structure and function of microbial communities and soil quality, resulting from cultivation of eucalyptus in Brazil are still largely unknown. In order to analyze these changes in the region of Vale do Rio Doce - MG, samplings covered four different local climatic conditions and soil of different classes, Oxisol and Cambisol, with sampling in two seasons, the dry season and the rainy season. Areas were selected from stands of eucalyptus in the third cycle of cultivation, and also natives forests in Virginópolis, Belo Oriente (Rio Doce), Cocais and Santa Barbara. In these areas, microbiological and biochemical indicators to be used for the determination of soil quality index should consist of a minimum number of indicators, namely the microbial biomass carbon, the microbial quotient, the rate of basal respiration, the acid phosphatase activity, the mineralizable nitrogen and the microbial biomass nitrogen. The microbiological and biochemical indicators were demonstrated to be sensitive to detect differences among soil classes. In assessing the effect of land use within each combination of soil classes, in each region, the frequency of significant effects (p < 0.10) of land use, considering the class of soil Oxisol, was higher for the microbial biomass carbon (75 %) and activity of acid phosphatase (75 %), and Cambisol was higher for mineralizable nitrogen (75 %) and microbial biomass nitrogen (50 %). In the rainy season this frequency was higher for the rate of basal respiration, mineralizable nitrogen and the acid phosphatase activity, all with 50 %, while in the dry season microbial biomass carbon, mineralizable nitrogen and microbial quotient were more sensitive to detect the occurrence of changes the frequency of significant effects (p < 0.10) corresponded to 75 % with these indicators. Seasonal variation in the values of microbiological indicators demonstrate the need for sampling campaigns during the seasons characteristic periods to better define the range of microbiological indicators to be used to assess soil quality. The denaturing gradient gel electrophoresis using Firmicutes specific primers enabled the detection of differences effected by land use, with increased diversity in soil under eucalyptus. It was also sensitive to detect subtle differences in the classes of soil Oxisol and Cambisol, with less diversity assessed in Cambisol. The use of denaturing gradient gel electrophoresis with group-specific primers for g -Proteobacteria, yeast and fungi proved to be sensitive to detect differences in the use of land and kind of soil. The use of group -specific primers increased the sensitivity of the technique of DGGE to assess the effect of land use with the culture of eucalyptus.