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Master's Dissertation
DOI
10.11606/D.64.2010.tde-14042010-090012
Document
Author
Full name
Caio Tavora Rachid Coelho da Costa
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
Piracicaba, 2010
Supervisor
Committee
Piccolo, Marisa de Cassia (President)
Balieiro, Fabiano de Carvalho
Lambais, Marcio Rodrigues
Title in Portuguese
Comunidade bacteriana, atributos do solo e fluxo de gases em solo sob Cerrado e cana-de-açúcar
Keywords in Portuguese
Cerrado
microbiota do solo
mudança no uso do solo
Abstract in Portuguese
O cultivo de cana-de-açúcar possui grande importância econômica, e está se expandindo principalmente para a região de Cerrado no Centro-Oeste brasileiro. Com o objetivo de entender a influência do cultivo e manejo da cana-de-açúcar nos atributos químicos, físicos e biológicos do solo de Cerrado, foram estudadas uma área com cana sem queima, uma área de cana com queima e um fragmento de vegetação nativa, no município de Porteirão, GO (17° 55' 35" S 50° 08' 36" O). A estrutura da comunidade bacteriana total (rDNA 16s) e funcional (microrganismos nitrificantes e desnitrificantes) do solo, assim como os diversos fatores físico-químicos foram analisados. Ocorreram alterações significativas em diversos atributos. Os manejos com queima e sem queima sofreram modificações distintas, resultando em áreas com características bem diferentes entre si. As principais alterações observadas, em pelo menos um dos tratamentos, foram relacionadas com os seguintes atributos do solo: aumento de densidade e temperatura, redução da agregação, teores e estoques de C e N, enriquecimento dos valores de 13C e 15N, redução do potencial de desnitrificação, mudanças qualitativas e quantitativas no teor de N mineral e nas taxas líquidas de mineralização e nitrificação do N. Os fluxos de gases sofreram poucas modificações em nível de tratamento, sendo os fluxos de CH4 e N2O muito baixos nas áreas estudadas. Ocorreram significativas mudanças na estrutura das comunidades de bactérias totais, nitrificantes e desnitrificantes, mas os grupos responderam de formas diferentes às mudanças ocorridas no solo. Os fatores físico-químicos em conjunto, especialmente aqueles relacionados à agregação do solo, mineralogia, fertilidade e temperatura, direcionaram as mudanças na estrutura da comunidade bacteriana total do solo. Porém as mudanças na estrutura dos grupos funcionais, não se explicaram somente por esse padrão, e mostraram a importância da interação biológica na estruturação das comunidades. Os fluxos dos gases provenientes do solo, o potencial de desnitrificação e a ciclagem de C e N de uma forma geral, correlacionaram com as mudanças nas comunidades de bactérias totais e/ou funcionais, mostrando influência da microbiota nesses fatores. Já as taxas líquidas de mineralização e nitrificação do N do solo não correlacionaram, sugerindo uma maior influência de outros fatores.
Title in English
Bacterial community, soil properties and gas fluxes in a soil under Cerrado and sugarcane
Keywords in English
Cerrado
land use change
soil microbiota
Abstract in English
The sugarcane crop plays an important role on Brazilian economy, and is passing through an expansion process concentrated mainly on the Cerrado (savannah) biome (Middle West region of Brazil). In order to understand the influence of sugarcane cultivation and management on soil chemical, physical and biological properties, we studied two sugarcane areas, with (burnt cane) and without burning before harvest (green cane), and a fragment with native vegetation located at the municipality of Porteirão (Goias state, Brazil) (17 ° 55 '35 S "N 50 ° 08' 36" W). We analyzed the structure of total (16S rDNA) and functional (nitrifying and denitrifying microorganisms) soil bacterial community, as well as some physical and chemical factors. Significant changes were observed in several attributes. The management with and without burning responded differently to soil changes, resulting on areas with distinct properties. The changes observed in at least one of the treatments were mainly related to the following soil properties: density and temperature increase, reduction of aggregation, C and N levels, enrichment of 13C and 15N values, denitrification potential reduction, qualitative and quantitative changes in mineral N content and on net mineralization and net nitrification of N. Soil greenhouse gases flows have undergone little change in level of treatment, and the flow of CH4 and N2O where very low in studied areas. There were significant changes on structure of total, nitrifying and denitrifying bacteria community, but the groups responded differently to soil changes. The direction of changes in total soil bacterial community structure where given by the interaction of physical-chemical factors together, especially those related to soil aggregation, mineralogy, fertility and temperature. But changes in the structure of functional groups, were not explained only by that standard, and showed great importance of biological interactions on community structure. The flow of greenhouse gases from the soil, the denitrification potential and cycling of C and N in general, correlated with changes in total and/or functional bacterial communities, showing the influence of the microorganisms in these factors. However, the net rates of mineralization and nitrification of soil N did not correlate, suggesting that others factors were involved.
 
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Publishing Date
2010-04-15
 
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