ABSTRACT Biochar is a material produced by the pyrolysis of agro-industrial waste, which has become one of the most promising management tools to improve soil quality. The aim was to determine the effects of incorporating biochar from different coffee wastes in sandy soil, cropped with maize, on soil chemical and microbial attributes. The experiment followed a factorial design 2 × 3 + 1 with two types of biochar, including coffee ground (CG) or coffee husk (CH) in 3 doses (4, 8, and 16 t·ha-1) and a control fertilized solely with bovine manure (3 t·ha-1). The variables analyzed were soil organic carbon, chemical attributes, microbial biomass (C, N and P), soil basal respiration and microbial gene abundance (16S rRNA, 18S rRNA and nifH gene). Most chemical attributes were strongly increased by CH application, while CG at 8 t·ha-1 increased the soil C:N ratio (3.5 times), P (2.1 times) and K+ (7.9 times) and at 4 t·ha-1 increased the C content, microbial biomass C and N (3, 2.1 and 1.6 times, respectively). The application of CG biochar at 16 t·ha-1 showed trend to increase the abundance of bacteria, fungi and diazotrophic genes (11, 10 and 2%, respectively). Contribution of both coffee biochar types, but mainly CH, was more effective than the soil that received organic manure alone. Biochar from coffee wastes is a promising tool to improve sandy soil quality.

ABSTRACT The aim of this study was to determine the carbon content (C) in stem, leaves and thin and thick branches of eight species in an area of Caatinga, municipality of Floresta, Pernambuco, Brazil. To do so, dry biomass samples of at least 15 trees distributed into five diametric classes collected from the study area and fractionated in laboratory were used for each of the eight evaluated species. Carbon content was determined using CHNS/O elemental analyzer. Average carbon content of 46.4% is recommended for Anadenanthera colubrina, Aspidosperma pyrifolium, Bauhinia cheilantha, Cnidoscolus quercifolius, Mimosa ophthalmocentra and Mimosa tenuiflora, without need for specific values for each compartment. Croton heliotropiifolius and Poincianella bracteosa require distinct values per compartment for individuals in order to avoid trends in carbon stock estimates.

RESUMO A incorporação da matéria orgânica é usada no manejo de doenças causadas por patógenos habitantes do solo, mas existe uma lacuna no uso de resíduos de café na supressão de doenças. O objetivo deste estudo foi avaliar o efeito de fontes de matéria orgânica contra a podridão radicular da mandioca, causada por Fusarium solani CFF 109. A fertilização com resíduo de café (CR), esterco bovino (CM), húmus de minhoca (EE) e esterco caprino (GM) resultou na supressão da podridão radicular da mandioca. Os tratamentos CR e CM apresentaram alta redução na severidade da doença em mandioca. Houveram mudanças na estrutura da comunidade microbiana do solo pela incorporação de matéria orgânica, principalmente na população de fungos totais e bactérias Gram-negativa. O carbono orgânico total e magnésio são negativamente associados com a severidade da doença. O quociente microbiano, fosfatases alcalina e ácida foram positivamente e o biomarcador a-15:0 foi negativamente associado com a severidade da doença. Este estudo indica que resíduos agroindustriais podem ser reciclados para fornecer matéria orgânica e nutrientes com efeito para o manejo de doenças de plantas por suprimir patógenos habitantes do solo. Esta é a primeira evidência que o resíduo da indústria de café pode ser usado no manejo da podridão radicular da mandioca, causado por F. solani.

ABSTRACT The incorporation of organic matter has been used to manage of diseases caused by soilborne pathogen, but there is a gap in the use of coffee residues on disease supressiveness. The objective of this study was to evaluate the effect of organic matter sources against cassava root rot caused by F. solani CFF109. Fertilization with coffee residue (CR), cattle manure (CM), earthworm excrements (EE) and goat manure (GM) resulted in suppression of cassava root rot. The treatments of CR and CM presented higher reduction in the cassava disease severity. There were changes in the soil microbial community structure by organic matter incorporation, mainly in total fungi and Gram-negative bacteria populations. The total organic carbon and magnesium are negatively associated with disease severity. The microbial quotient, alkaline and acid phosphatase activities were positively and the biomarker a-15:0 was negatively associated with disease severity. This study indicated that agro-industrial residues can be recycled for providing organic matter and nutrients with effect for management of plant diseases by suppressing soilborne pathogens. This is the first evidence that the industrial residue of coffee can be use in the management of cassava root rot, caused by F. solani.

RESUMO: O umbuzeiro é uma frutífera importante para o nordeste do Brasil porque está sendo utilizada em áreas de reflorestamento e tem potencial econômico. Entretanto, existe uma lacuna a respeito das técnicas de propagação desta cultura, etapa crucial para o bom desenvolvimento da planta. Nesse contexto, este trabalho tem como objetivo avaliar os efeitos de substratos alternativos sobre o crescimento de porta-enxerto de umbuzeiro e sobre atributos de fertilidade e populações microbianas dessas misturas. O delineamento experimental foi inteiramente casualizado, com dez tratamentos: TA= solo + areia (1:1); A= areia; ECSC= esterco caprino + Plantmax(r) (1:3); EBSC= esterco bovino + Plantmax(r) (1:3); ECA= esterco caprino + areia (1:3); EBA= esterco bovino + areia(1:3); ECBSC= esterco caprino + esterco bovino + Plantmax(r) (1:1:3); ECBA = esterco caprino + esterco bovino + areia (1:1:3); HSC = húmus + Plantmax(r) (1:3) e HA = húmus + areia (1:3), com quatro repetições. A adição de resíduos promoveu uma melhoria na qualidade da produção de porta-enxerto de umbuzeiro, principalmente quando adicionados ao substrato comercial que é a base de matéria orgânica de origem vegetal e vermiculita expandida. Com a análise multivariada de agrupamento perceberam-se três grupos de similaridade. Recomenda-se a utilização de húmus de minhoca ou esterco caprino adicionado ao substrato comercial na produção de porta-enxerto de umbuzeiro.

ABSTRACT: The umbu is an important fruit for the northeast of Brazil because it is being used in reforestation areas and has great economic potential. However, there is a gap on propagation techniques of this culture that is a crucial step for the successful of plant development. Thus, the objective of the present study was to evaluate the effects of alternative substrate on the growth of umbu rootstock, fertility attributes, and microbial populations of these mixtures.The experimental design was completely randomized with 10 treatments: TA = soil + sand (1:1); A = sand; ECSC = goat manure + Plantmax(r) (1:3); EBSC = manure + Plantmax(r) (1:3); ECA = goat manure + sand (1:3); EBA = manure + sand (1:3); ECBSC = manure + goat manure + Plantmax(r)(1:1:3); ECBA = manure + goat manure + sand (1:1:3); HSC = humus + Plantmax(r)(1:3) and HA = humus + sand (1:3),with four replications. The addition of residues promoted the quality of the umbu rootstock, especially when mixed with a commercial substrate composed of vegetable organic matter and expanded vermiculite. With multivariate clustering, three groups acknowledged a similarity between the substrate mixtures. The use of humus or goat manure mixed with the commercial substrate is recommended for the production of umbu rootstock.

A adição de subprodutos orgânicos ao solo pode ocasionar mudanças na dinâmica da matéria orgânica dele, influenciando a atividade e utilização do carbono pelos microrganismos presentes nele. O objetivo deste trabalho foi avaliar a influência da aplicação de doses crescentes de subproduto da agroindústria de café nos atributos biológicos de dois solos com textura distinta, em diferentes tempos de incubação. O delineamento experimental foi em blocos casualizados, em esquema fatorial 2 × 8, sendo dois solos e oito doses de subproduto de café, com cinco repetições. Foram realizadas coletas de subamostras dos solos aos 30, 60, 90 e 125 dias após a incorporação do subproduto nesses. Nessas datas foram avaliados o carbono microbiano (C-CBM), a respiração basal microbiana (RBM) e o carbono orgânico total (COT). A adição do subproduto do café proporcionou aumentos nos valores de C-CBM, C-CO2 e COT dos dois solos utilizados. A maior atividade microbiana ocorreu no período de 30 dias, com maior liberação de C-CO2; o COT foi superior no solo argiloso por ele permitir maior proteção dos compostos orgânicos à decomposição pelos microrganismos.

The addition of organic residue byproducts in the soil may lead to changes in the dynamics of soil organic matter, influencing the activity and the use of C by microorganisms in the soil. The aim of this study was to evaluate the influence of the application of increasing rates of a byproduct from a coffee agroindustry on the biological properties of two soils with different clay contents as a function of incubation time. A randomized block experimental design was used in a 2 × 8 factorial arrangement of two solos and eight sources of coffee byproduct, with five replicates. Subsamples were collected from the soil at 30, 60, 90, and 125 days after incorporation of the byproduct in the soil. On these days, microbial biomass carbon (C-MBC), microbial basal respiration (MBR), and total organic carbon (TOC) were evaluated. Application of the coffee byproduct led to increases in the values of C-MBC, MBR and TOC in the two soils. The greatest microbial activity occurred at 30 days, with greater release of C-CO2, and the TOC was higher in the clayey soil because it provides greater protection of organic compounds from decomposition by microorganisms.

Agroforestry systems are an alternative option for sustainable production management. These systems contain trees that absorb nutrients from deeper layers of the soil and leaf litter that help improve the soil quality of the rough terrain in high altitude areas, which are areas extremely susceptible to environmental degradation. The aim of this study was to characterize the stock and nutrients in litter, soil activity and the population of microorganisms in coffee (Coffea arabica L.) plantations under high altitude agroforestry systems in the semi-arid region of the state of Pernambuco, Brazil. Samples were collected from the surface litter together with soil samples taken at two depths (0-10 and 10-20 cm) from areas each subject to one of the following four treatments: agroforestry system (AS), native forest (NF), biodynamic system (BS) and coffee control (CT).The coffee plantation had been abandoned for nearly 15 years and, although there had been no management or harvesting, still contained productive coffee plants. The accumulation of litter and mean nutrient content of the litter, the soil nutrient content, microbial biomass carbon, total carbon, total nitrogen, C/N ratio, basal respiration, microbial quotient, metabolic quotient and microbial populations (total bacteria, fluorescent bacteria group, total fungi and Trichoderma spp.) were all analyzed. The systems thatwere exposed to human intervention (A and BS) differed in their chemical attributes and contained higher levels of nutrients when compared to NF and CT. BS for coffee production at high altitude can be used as a sustainable alternative in the high altitude zones of the semi-arid region in Brazil, which is an area that is highly susceptible to environmental degradation.

A substituição de ecossistemas naturais por cultivos agrícolas geralmente resulta em alterações na quantidade e qualidade da matéria orgânica do solo. A magnitude dessas mudanças varia de acordo com as propriedades originais do solo, o clima, a cultura implantada e o manejo adotado. O carbono (C) orgânico do solo, muitas vezes, não tem sido sensível a essas mudanças, razão pela qual a distribuição de suas diferentes frações vem sendo utilizada para avaliar melhor a qualidade da matéria orgânica do solo. Com o objetivo de avaliar alterações das frações de C orgânico de um Latossolo húmico submetido a diferentes usos, foram coletadas amostras de solos de cinco ambientes (mata nativa, capoeira submetida a queimadas esporádicas, pasto com 30 anos, pasto com 25 anos e culturas de ciclo curto), em quatro profundidades (0,0-2,5; 2,5-5,0; 5,0-7,5; e 7,5-10,0 cm). O uso do solo com pasto por 25 anos e culturas de ciclo curto proporcionaram maiores reduções no teor de C orgânico, principalmente na camada de 0,0-2,5 cm. Nessas áreas, o C da biomassa microbiana e o C orgânico solúvel em água foram mais sensíveis à mudança de manejo. A área com pasto por 30 anos apresentou valores superiores de ácidos fúlvicos, húmicos e humina que a área sob pasto por 25 anos, em todas as profundidades avaliadas.

The conversion of natural vegetation to cultivated land often results in changes in the quantity and quality of soil organic matter. The magnitude of these alterations varies according to the soil properties, climate, crops and soil management. Soil organic C is not always a sensitive indicator of soil changes. The distribution of C fractions is therefore being used to assess the soil organic matter quality more precisely. This study evaluated the changes in organic C fractions of a Humic Oxisol under different uses. Soil samples were collected from five different environments (native forest, scrub exposed to sporadic fires, a 30 year pasture, 25 year pasture and annual crops) in four layers (0.0-2.5; 2.5-5.0, 5.0-7.5, and 7.5-10.0 cm). In the 25 year-old pasture and annual crops the contents of soil organic C were reduced, especially in the surface layer 0.0-2.5 cm. In these areas, the biomass microbial C and water soluble C proved to be more sensitive to management changes. In the 30 year-old pasture, the contents of fulvic acids, humic acids and humina were higher than in the area under pasture for 25 years, in all layers.

A fitoextração - uso de plantas para extrair contaminantes do solo - é uma técnica promissora de recuperação de solos contaminados. Como alternativa aos quelantes sintéticos, ácidos orgânicos naturais estão sendo propostos para induzir a fitoextração por serem rapidamente degradados no solo, evitando risco de poluição secundária. Este trabalho objetivou avaliar o desempenho do ácido cítrico aplicado em doses crescentes, total e parceladamente, na fitoextração induzida de Pb em solo contaminado por resíduos de baterias automotivas. O ácido cítrico, nas doses de 0, 20, 40, 60 e 80 mmol kg-1, foi aplicado de forma total no 30° dia de cultivo de milho (Zea mays) e, parceladamente, no 30º e 34º dias de cultivo. Para efeito comparativo, um tratamento adicional com EDTA na concentração de 10 mmol kg-1 foi utilizado. Nas amostras de solo após aplicação dos tratamentos, foram determinados os teores de Pb solúvel e ligado a frações do solo. Pode-se concluir que o parcelamento das doses de ácido cítrico não influenciou a eficiência da fitoextração, sendo a aplicação única da dose total mais indicada para indução da acumulação de Pb pelas plantas. A remediação da área com fitoextração induzida pela aplicação de ácido cítrico é exequível em período relativamente curto e sem problemas secundários quanto à lixiviação de Pb. A aplicação de ácido cítrico provocou mobilização de Pb das frações menos solúveis (matéria orgânica e óxidos) para a forma trocável. A distribuição de Pb nas frações do solo após aplicação do ácido apresentou a seguinte ordem: trocável > matéria orgânica > óxido de Fe cristalino > óxido de Fe amorfo.

Phytoextraction of heavy metals is a promising green technology by which metals are extracted from contaminated soils and transferred to plant shoots. Natural organic acids are an alternative to synthetic chelates since the environmental risks are lower thanks to their biodegradability. The study aimed at evaluating the performance of single and split applications of citric acid on enhancing Pb extraction by maize plants (Zea mays) grown in soil samples from an area contaminated with Pb from battery wastes. The citric acid was applied at concentrations of 0, 20, 40, 60, and 80 mmol kg-1, either in a single dose on the30th day of growth or split in two, on the 30th and 34th day. Soil samples were subjected to chemical extraction by CaCl2 and fractionation. Results showed that splitting the citric acid doses did not improve the effectiveness of phytoextraction. A single application is therefore more suitable for Pb accumulation in plants. Enhanced phytoextraction using citric acid is feasible in a relatively short term and with no secondary problems due to Pb leaching. Citric acid amendment mobilized Pb from the least soluble fractions (bound to organic matter and iron oxides) into the exchangeable form. The distribution pattern of Pb in soil fractions treated with citric acid followed the order: exchangeable > organic matter > crystalline iron oxide > amorphous iron oxide.

Fertilizantes fosfatados são essenciais para obtenção de altas produtividades, entretanto, eles podem conter metais pesados que podem contaminar o solo e ameaçar a saúde humana e animal. Este trabalho objetivou a determinação da concentração de Cd e Pb em diferentes fertilizantes fosfatados, bem como a absorção desses metais por plantas de mucuna preta cultivadas em casa-de-vegetação em solo submetido a diferentes doses desses fertilizantes. Os tratamentos foram arranjados em esquema fatorial 4 x 5, dispostos em delineamento experimental inteiramente casualizado, com três repetições, sendo os fatores quatro fontes de P (superfosfato triplo-ST, termofosfato de Yorin-TY, fosfato de Araxá-FA e fosfato de Gafsa-FG) e cinco doses de P2O5 (0, 92, 183, 275 e 366 kg ha-1). Os dados foram submetidos à análise de variância e equações de regressão foram ajustadas. A disponibilidade de Pb para mucuna preta nos solos não foi alterada pela aplicação de nenhum dos fertilizantes testados. No entanto, a absorção de Cd pelas plantas foi significativamente aumentada pela aplicação de qualquer um dos fertilizantes, sendo esta absorção proporcional às doses aplicadas. O TY e o ST foram responsáveis pelas maiores concentrações de Cd na parte aérea das plantas, enquanto as menores foram observadas com a aplicação dos fosfatos naturais. Todas as fontes de fósforo disponibilizaram Cd para as plantas no primeiro cultivo. Entretanto, a absorção de Cd só foi detectada no segundo cultivo para os fertilizantes ST e FG.

Phosphorus fertilizers are essential to obtain high productivity, however, they contain heavy metals that can contaminate the soil and threat the health of animals and humans. The present study focused the determination of Cd and Pb concentrations in different phosphorus fertilizers as well as the absorption of these heavy metals by velvet green bean grown on soil amended with such fertilizers. The experiment was set up as a completely randomized design in a factorial scheme. The factors were four phosphorus sources (triple superphosphate-TS, Yorin thermophosphate-YT, Araxa rock phosphate-AP, and Gafsa rock phosphate-GP) applied at five rates (0, 92, 183, 275, and 366 kg ha-1 of P2O5). The data obtained were submitted to variance and regression analysis. Lead availability to velvet bean was not altered as a result of fertilizer application. On the other hand, Cd uptake was significantly increased with addition of the tested fertilizers. Such an increase was a function of the rate. The highest Cd contents in shoots was reached by YT and TS applications, whereas the lowest one resulted from rock phosphate treatments. All the phosphorus sources tested increased Cd uptake in the first harvest. For the second harvest, Cd content in the shoot was detected only in plants grown on TS and GP amended soils.

A adoção de práticas de cobertura do solo com leguminosas tem aumentado. Porém, o impacto desta prática sobre o compartimento microbiano ainda não é bem conhecido. Para avaliar o efeito de diferentes leguminosas, sobre o C, N e P da biomassa microbiana, coletaram-se amostras de Argissolo oriundas de um experimento sob condições de campo em Seropédica-RJ. O experimento foi subdividido em dois ensaios. No primeiro, os tratamentos corresponderam à combinação de três fatores: espécie de cobertura viva (Arachis pintoi e Macroptilium atropurpurem), manutenção em cobertura ou remoção dos resíduos após o corte e profundidade de coleta do solo. No segundo ensaio, os tratamentos corresponderam à combinação de três fatores: ausência de cobertura viva, A. pintoi, Pueraria phaseoloides e M. atropurpureum, doses de P (0 e 88 kg ha-1) e manejo dos resíduos da parte aérea das plantas. Não houve variação do C microbiano com a profundidade do solo. Porém, para o P e N microbianos, C orgânico do solo, C solúvel em água, disponível e mineralizável, o aumento da profundidade proporcionou diminuição destas características. As leguminosas usadas influenciaram de maneira diferenciada as variáveis analisadas. O A. pintoi promoveu elevação nos teores de C microbiano e disponível, comparativamente as demais espécies utilizadas (P. phaseoloides e M. atropurpureum). A manutenção dos resíduos das leguminosas após cada corte promoveu aumentos nos teores de C e N microbianos, C orgânico e N total e frações de C orgânico do solo enfatizando a importância de utilização desta prática para melhorar a fertilidade do solo.

The use of living mulch with legumes is increasing but the impact of this management technique on the soil microbial pool is not well known. In this work, the effect of different live mulches was evaluated in relation to the C, N and P pools of the microbial biomass, in a Typic Alfisol of Seropédica, RJ, Brazil. The field experiment was divided in two parts: the first, consisted of treatments set in a 2 x 2 x 4 factorial combination of the following factors: live mulch species (Arachis pintoi and Macroptilium atropurpureum), vegetation management after cutting (leaving residue as a mulch or residue remotion from the plots) and four soil depths. The second part had treatments set in a 4 x 2 x 2 factorial combination of the following factors: absence of live mulch, A. pintoi, Pueraria phaseoloides, and M. atropurpureum, P levels (0 and 88 kg ha-1) and vegetation management after cutting. Variation of microbial C was not observed in relation to soil depth. However, the amount of microbial P and N, water soluble C, available C, and mineralizable C decreased with soil depth. Among the tested legumes, Arachis pintoi promoted an increase of microbial C and available C content of the soil, when compared to the other legume species (Pueraria phaseoloides and Macroptilium atropurpureum). Keeping the shoot as a mulch promoted an increase on soil content of microbial C and N, total organic C and N, and organic C fractions, indicating the importance of this practice to improve soil fertility.