Atributos químicos, físicos e biológicos, estrutura de comunidades bacterianas e qualidade de solos de cerrado sob plantio direto e preparo convencional

Abstract

A agricultura brasileira tem apresentado grande desenvolvimento nas últimas décadas e a região do Cerrado desponta como a principal produtora de grãos do país. Infelizmente, o manejo inadequado do solo tem comprometido o potencial produtivo e o meio ambiente, diante disso, alternativas como o plantio direto (PD) têm sido utilizadas como propostas de manejos conservacionistas dos recursos naturais. A análise de atributos químicos, físicos e biológicos, assim como a avaliação da estrutura genética e o perfil metabólico das comunidades microbianas permite identificar alterações nas características originais dos solos e pode auxiliar a tomada de decisões sobre a utilização de manejos e práticas agrícolas mais adequadas. Este trabalho teve como objetivos avaliar o efeito do preparo do solo sobre atributos químicos, físicos e biológicos em áreas de rotação milho/soja; determinar e comparar o perfil genético e metabólico das comunidades bacterianas dos solos estudados; correlacionar os atributos químicos, físicos e biológicos com a estrutura das comunidades bacterianas de solos sob diferentes manejos; e utilizar os resultados de avaliações de atributos químicos, físicos e biológicos para análise da qualidade dos solos com base no programa SIMOQS. Foram coletadas amostras de solo na profundidade de 0-10 cm em um Latossolo Vermelho-Amarelo cultivado com milho e soja, sob PD e PC, e em um Latossolo Vermelho cultivado com milho e soja, sob PD e PC e adubado com duas fontes de fósforo, superfosfato triplo e fosfato natural reativo. Áreas de cerrado nativo, adjacentes aos experimentos, foram utilizadas como referência das condições originais dos solos. De maneira geral, solos sob PD apresentaram melhores resultados nas análises químicas, físicas e biológicas que aqueles sob PC. A análise de componentes principais agrupou e diferenciou os solos de acordo com o manejo utilizado e a atividade enzimática, principalmente da arilsulfatase, demonstrou ser um indicador sensível às práticas agrícolas. Os manejos avaliados alteraram a estrutura genética e o perfil metabólico das comunidades bacterianas, que se correlacionaram com os atributos químicos, físicos e biológicos dos solos. As metodologias dependentes e independentes de cultivo utilizadas para identificação de indivíduos predominantes das comunidades bacterianas forneceram informações diferentes e, portanto, sua utilização em conjunto permitiu melhor caracterização dessas populações. Nos três modelos propostos neste estudo para o SIMOQS, as áreas cultivadas sob PD apresentaram os maiores índices de qualidade dos solos quando comparadas a áreas sob preparo convencional. ________________________________________________________________________________________ ABSTRACT

The brazilian agriculture has presented a big development in last decades when the Cerrado region emerged as a major grain producer. Unfortunately, improper soil management has reduced the productive potential and harming the environment. Nevertheless, alternatives such no-tillage (NT) have been used as proposals for conservation management of natural resources. The analysis of chemical, physical and biological parameters as well as the evaluation of the genetic structure and metabolic profiles of microbial communities can identify changes in the original characteristics of the soil and help making decisions about the use of more approprietade soil management and farming practices. This study aimed to evaluate the effect of tillage on the chemical, physical and biological parameters in areas with corn/soybean rotation; to determine and compare the genetic and metabolic profile of bacterial communities in the studied soils; to correlate the chemical, physical and biological parameters with the structure of bacterial communities in soils under different management; and to use the analytical results of chemical, physical and biological parameters to analyse the soil quality based on the SIMOQS software. Samples were collected at a depth of 0-10 cm in a clayey Typic Haplustox soil planted with corn and soybean under conventional till (CT) and NT systems and in an Oxisoil planted with corn and soybean under NT and CT fertilized with two phosphate sources, triple superphosphate and reactive phosphate rock. Areas of native vegetation, adjacent to the experiments, were used as reference to the original conditions of the soil. In general, NT soils had better results in the chemical, physical and biological properties than those under CT. The principal component analysis grouped and separated the areas according to management, and enzyme activity, especially of arylsulfatase, proved to be a sensitive indicator of changes imposed by different agricultural practices. The management changed the genetic structure and metabolic profile of the soil bacterial communities that were correlated with the chemical, physical and biological parameters. The cultivation dependent and independent methods used to identify predominant individuals within bacterial XIX communities have accessed different information and therefore their use together results in better characterization of these populations. In the three models proposed herein for SIMOQS, the cultivated areas under the NT presented higher rates of soil quality when compared to areas under CT.