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Dissertação de Mestrado
DOI
10.11606/D.11.2002.tde-29042002-160938
Documento
Autor
Nome completo
Elizabeth Barretto de Menezes Lopes
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
Piracicaba, 2001
Orientador
Banca examinadora
Lambais, Marcio Rodrigues (Presidente)
Cardoso, Elke Jurandy Bran Nogueira
Mui, Tsai Siu
Título em português
Diversidade metabólica em solo tratado com biossólidos.
Palavras-chave em português
biomassa microbiana do solo
lodo de esgoto metabolismo microbiano
resíduos urbanos
solo (Qualidade)
Resumo em português
A aplicação de biossólidos em solos agrícolas e/ou florestais é uma prática aceitável, tanto como forma de disposição destes materiais, quanto de melhorar as características físicas, químicas e biológicas do solo. No entanto, pouco se sabe dos impactos decorrentes desta utilização e dos seus efeitos sobre a estrutura das comunidades microbianas dos solos e sua capacidade metabólica. Assim, o objetivo deste trabalho foi determinar alterações quanti-qualitativas na diversidade metabólica dos microrganismos do solo após a adição de biossólidos e identificar possíveis indicadores de alteração de qualidade do solo. O delineamento experimental constituiu-se de 4 doses de biossólidos da ETE-Franca, equivalentes à 6, 12, 24 e 48 Mg ha-1, mantendo-se um controle sem adição de biossólido. Foram utilizadas 4 repetições por tratamento, compreendendo 20 sub-parcelas. Estas sub-parcelas foram incubadas por 1, 2, 4, 8 e 16 semanas, perfazendo um total de 120 parcelas. Após o período de incubação, amostras de solo foram coletadas para as determinações de pH, C-biomassa, Respiração Basal (RB), Respiração Induzida pelo Substrato (RIS), Quociente Metabólico (qCO2) e Diversidade Metabólica. Houve um aumento transiente do pH nos tratamentos com as maiores doses de biossólido, em relação ao controle. Após 16 semanas de incubação os solos com biossólidos apresentaram pH mais baixo do que o controle sem biossólido. O C-biomassa apresentou comportamento semelhante, com os valores decrescendo e tendendo a estabilização, em relação ao controle sem biossólido. A atividade metabólica com base na RB, RIS e MHM indicou uma indução transiente no metabolismo da microbiota do solo nos tratamentos com as maiores doses de biossólido, tanto no início quanto no final do período de incubação. Os maiores valores de qCO2 nos solos com as maiores quantidades de biossólidos sugerem a ocorrência de condições estressantes para a microbiota e sucessão de populações microbianas. A utilização de substratos de C pela comunidade microbiana foi substancialmente influenciada pela quantidade de biossólido adicionado ao solo e pelo período de incubação. Os maiores valores de Riqueza de Substratos (S) e Diversidade Metabólica (H) observados nos tratamentos que receberam as maiores quantidades de biossólido, no início do período de incubação, são indicativos de um estímulo da microbiota nativa e da contribuição de novas células microbianas decorrentes da adição do biossólido. As similaridades entre os perfis de utilização de substratos C diminuíram com o aumento da concentração de biossólido no solo, em relação ao controle sem biossólido, e aumentaram em função do período de incubação, sugerindo uma indução transiente na diversidade metabólica do solo em função da aplicação de biossólido da ETE-Franca. Solos que receberam altas doses de biossólidos apresentaram atividades metabólicas não observadas no solo sem biossólidos, no início do período de incubação, e perderam algumas atividades no final do período de incubação, em relação ao controle sem biossólido. No geral, os resultados sugerem que a aplicação de biossólidos da ETE-Franca no solo argiloso utilizado provoca um distúrbio na fisiologia da microbiota do solo e que aplicações sucessivas de altas doses de biossólido podem ocasionar alterações significativas na capacidade metabólica dos solos.
Título em inglês
Metabolic diversity in a soil amended with biosolids.
Palavras-chave em inglês
microbial metabolism
sewage sludge
soil (quality)
soil microbial biomass
urban residues
Resumo em inglês
The use of biosolids in agricultural and/or forestry soils has been an acceptable practice to dispose as well as to improve physical, chemical and biological soil properties. However, the impacts of biosolids application on microbial community structures and metabolic diversity in agricultural soils are relatively unknown. The aim of this work was to determine quantitative and qualitative alterations in the metabolic diversity of a clay soil upon treatment with biosolids. A clay soil was amended with the equivalent to 6, 12, 24 and 48 Mg ha-1 of biosolids from the City of Franca (SP) Sewage Treatment Plant. A control without biosolids was also used. Four repetitions per treatment were used, totalizing 20 sub-parcels. Sub-parcels were incubated for 1, 2, 4, 8 and 16 weeks, after incorporating the biosolids, totaling 120 microcosms. After the incubation period, soil samples were collected to determine pH, Basal Respiration (BR), Substrate Induced Respiration (SIR), C-biomass, Metabolic Quotient (qCO2) and Metabolic Diversity. A transient increase in soil pH was observed in the treatments with the higher concentrations of biosolids, compared to the control without biosolids. After 16 weeks of incubation, the pH of soils with biosolids was lower than in the control without biosolids. The C-biomass also showed a transient increase in soils with biosolids at early time points, and did not statistically differ from the control at late time points. Transient increases in metabolic activities, based on BR, SIR and AWCD (Average Well Color Development), were observed in soils with the higher concentrations of biosolids at early time points. Higher values of qCO2 in soils with higher concentrations of biosolids at the earliest and latest time points suggests stressing conditions to the microbial community and alterations in microbial community structure. The utilization of C-substrates by the soil microbial community was greatly affected by the concentration of biosolids added and by the incubation time. Higher values of Substrate Richness (S) and Metabolic Diversity (H) in the soils with the higher concentrations of biosolids at early time points indicate that biosolids stimulate the activity of soil microorganisms and contribute with new activities. The similarities between the C-sources utilization profiles in the soil amended with biosolids and the control were lower in soils with the higher concentrations of biosolids. The similarities of C-source utilization profiles in the soils with biosolids and the control increased during the incubation time. Soils amended with the higher concentrations of biosolids showed metabolic activities not observed in the control soil at the early time points. The ability to use several C-sources was lost at the latest time point. In general, the results suggest that the incorporation of biosolids to the clay soil disturbs soil microbial physiology and that the successive application of biosolids to the soil may significantly alter the soil metabolic activities.
 
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elisabeth.pdf (246.60 Kbytes)
Data de Publicação
2002-05-02
 
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