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Doctoral Thesis
DOI
https://doi.org/10.11606/T.11.2020.tde-18052020-085756
Document
Author
Full name
Luciana de Arruda Garcia
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
Piracicaba, 2019
Supervisor
Committee
Alleoni, Luis Reynaldo Ferracciú (President)
Ambrosano, Edmilson José
Andreote, Fernando Dini
Casarin, Valter
Title in Portuguese
Especiação de fósforo e atributos microbiológicos da rizosfera de soja e trigo em função do preparo do solo
Keywords in Portuguese
Especiação de P
Qualidade do solo
Sistema de Plantio Direto
XANES
Abstract in Portuguese
O fósforo (P) é um dos macronutrientes mais limitantes para a produção agrícola em grande parte dos solos tropicais úmidos, devido ao baixo teor natural e à sua capacidade de formar compostos de alta energia de ligação com a fase sólida do solo. A especiação química, que consiste na distribuição de um elemento químico entre suas espécies químicas, é uma ferramenta útil para avaliação das formas de P no solo. Os processos e mecanismos que controlam a disponibilidade de nutrientes no solo em função do preparo do solo influenciam diferentemente a dinâmica e a ciclagem de P e, consequentemente, a quantidade e distribuição das espécies de P do solo. Na rizosfera, há um efeito de seleção imposto pelas mudanças físico-químicas criadas na proximidade das raízes que moldam a composição microbiana. Os microrganismos do solo participam de mecanismos que influenciam a dinâmica do P no solo e consequentemente auxiliam a absorção de P pelas plantas. O objetivo nessa pesquisa foi avaliar como as espécies e a disponibilidade de P é influenciada pelo sistema de preparo na rizosfera, na linha e na entrelinha de semeadura da soja (Glycine max L Merril) e do trigo (Triticum spp.) em rotação cultivados num Latossolo Vermelho distroférrico argiloso sob sistema de preparo convencional (SPC) e plantio direto (SPD) há 36 anos. As técnicas utilizadas para especiação de P foram especiação da solução do solo, o fracionamento químico e a espectroscopia de absorção de raios-X. Os atributos microbiológicos avaliados foram o teor de carbono da biomassa microbiana (CBM), a atividade de enzimas fosfatases, a quantificação de bactérias e fungos por PCR em tempo real - qPCR e a determinação das estruturas das comunidades de bactérias e fungos por T-RFLP. Os teores biodisponíveis de P foram superiores no SPD em relação ao SPC. Houve predomínio da forma monovalente de P (H2PO4-) na solução do solo. As formas predominantes de P na fase sólida do solo foram as ligadas a Al amorfo, gibbsita, goethita, hematita e ácido fítico. As frações de P na rizosfera e na linha de semeadura foram, em geral, semelhantes e superiores às frações de P na entrelinha de semeadura, devido ao efeito rizosférico e/ou do processo de amostragem do solo. Houve distribuição semelhante das formas P lábil, moderadamente lábil e não lábil entre todos os tratamentos. Os teores de CBM foram superiores no SPD e linha de semeadura, em relação à rizosfera. A atividade das fosfatases foram superiores no SPD, com teores semelhantes na rizosfera e na linha de semeadura, devido à proximidade do sistema radicular. O predomínio da abundância de bactérias em relação aos fungos nos sistemas de manejo do solo pode estar relacionado ao ambiente químico do solo mais favorável ao domínio Bactéria. O teor de matéria orgânica do solo foi o principal fator que contribuiu para distinção entre os sistemas de preparo do solo, o que pode ter propiciado ambiente mais estável à microbiota do solo da cultura da soja.
Title in English
Phosphorus speciation and microbiological attributes of soybean and wheat rhizosphere as a function of soil tillage
Keywords in English
No-Tillage System
P speciation
Soil quality
XANES
Abstract in English
Phosphorus (P) is one of the most limiting macronutrients for agricultural production in humid tropical region because of its low natural content in soils and its ability to form high energy binding compounds with the solid phase of the soil. Chemical speciation, which consists in the distribution of a chemical element among its chemical species, is a useful tool for evaluating P forms in the soil. The processes and mechanisms that control soil nutrient availability as a function of soil tillage influence P dynamics and cycling differently and, consequently, the amount and distribution of soil P species. In the rhizosphere, there is a selection effect imposed by the physico-chemical changes created in the vicinity of the roots that affect the microbial composition. Soil microorganisms have mechanisms that influence the dynamics of P in the soil and consequently assist the absorption of P by plants. The objective in this research was to evaluate how P species and P availability are influenced by tillage systems in the rhizosphere, row and inter row of soybean (Glycine max L Merril) and wheat (Triticum spp.) rotated in an Oxisol under conventional tillage and no-tillage (NT) for 36 years. The techniques used for P speciation were soil solution speciation, chemical fractionation and X-ray absorption spectroscopy. The microbiological attributes evaluated were the carbon content of the microbial biomass, the activity of phosphatase enzymes, the quantification of bacteria and fungi by real time PCR - qPCR and the determination of bacterial and fungal community structures by T-RFLP. Bioavailable P contents were higher in NT than in conventional tillage. There was a predominance of monovalent P form (H2PO4-) in the soil solution. The predominant forms of P in the solid soil phase were those linked to amorphous Al, gibbsite, goethite, hematite and phytic acid. The fractions of P in the rhizosphere and sowing line were generally similar and higher than the P fractions in the inter row, due to the rhizospheric effect or soil sampling process. There was a similar distribution of labile, moderately labile and non-labile P forms among all treatments. Carbon contents of the microbial biomass were higher in NT system and sowing line than rhizosphere. Phosphatase activity was higher in no-tillage, with similar levels in the rhizosphere and seeding row because of the proximity of the root system. The predominance of bacterial abundance over fungi in soil management systems may be related to the soil chemical environment more favorable to the Bacteria domain. The soil organic matter content was the main factor that contributed to the distinction between tillage systems, which may have provided a more stable environment for soybean soil microbiota.
 
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Publishing Date
2020-05-19
 
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