Sixteen dialkylphosphorylhydrazones were synthesized by condensation of phosphorylhydrazines with substituted isatins. Products were characterized by FTIR, ¹H-NMR, 13C-NMR, and 31P-NMR. Fungicidal activities of these compounds against Rhizoctonia solani and Fusarium oxysporum were also evaluated. Some compounds inhibited the growth of Rhizoctonia solani and Fusarium oxysporum by 43% and 51%, respectively. These compounds exhibited no effects on germination of lettuce seeds (Lactuca sativa L).

O objetivo deste trabalho foi avaliar o estoque e a qualidade da matéria orgânica (MOS) por meio de análises de ressonância magnética nuclear (RMN) de 13C no estado sólido de amostras intactas de solo e de ressonância paramagnética eletrônica (RPE) e fluorescência dos ácidos húmicos (AH) isolados de um Cambissolo cultivado com cana-de-açúcar por longo tempo. Numa situação, a cana-de-açúcar foi cultivada por 55 anos sem a queima por ocasião da colheita. A outra situação envolveu uma área cultivada com queima da palhada, na qual em uma parte foi realizada a adição de vinhaça (120 m³ ano-1) durante 35 anos e a outra não recebeu esse tratamento. O aumento no estoque de AH em 157 e 57 % nas camadas de 0-0,20 e 0,20-0,40 m, respectivamente, na área cultivada durante 55 anos com preservação do palhiço, correspondeu ao aumento observado no grau de aromaticidade e diminuição da acidez da MOS, obtido por RMN 13C. Nas áreas com manejos que envolviam a preservação da MOS foram obtidos AH com maior concentração de radicais livres do tipo semiquinona, determinada por RPE, e maior intensidade de emissão de fluorescência. Mudanças significativas no processo de humificação da MOS e, portanto, na sua qualidade foram decorrentes da preservação do palhiço por ocasião da colheita. Por sua vez, a adição de vinhaça durante 35 anos ao canavial no qual foi realizada a queima do palhiço não alterou significativamente a qualidade da MOS, sugerindo rápida evolução do material orgânico solúvel adicionado ao solo.

The aim of this study was to evaluate the stocks, and quality of the soil organic matter (SOM) through the use of solid state 13C nuclear magnetic resonance (13C NMR), electronic paramagnetic resonance (EPR) and fluorescence spectroscopy of a fine clay fluventic Eutrichrept after long-term sugarcane cultivation. In one area, sugarcane has been grown for 55 years no field burning before harvest. In another area managed under the traditional system the crop field has been burned before harvest for 35 years; vinasse has been applied on one part (at a rate of 120 m³ ha-1 yr-1), but not on another. The increases of 157 and 57 % in C stocks of humic acids in the area cultivated without field burning for 55 years were related with the increase in the aromaticity degree as well as lower acidity of the SOM, as shown by 13C NMR spectroscopy. The semiquinone-type free radical concentration, as observed by EPR, and intensity of fluorescence emission were higher in the humic acid extracted from soils under management system without field burning before harvest. Significant changes in the humification process were observed in the areas with crop trash preservation. However, in areas where sugar-cane fields were burnt at harvest, vinasse application for 35 years resulted in only minor changes in the organic matter quality and C stocks. These data indicate a rapid evolution of the soluble organic matter added to the soil through vinasse application.

Sistemas de manejo da lavoura de cana-de-açúcar que favoreçam a matéria orgânica do solo podem aumentar o conteúdo de nutrientes disponíveis e diminuir a necessidade de aplicação de fertilizantes industriais. Apesar da importância dos componentes orgânicos no fornecimento de P, pouco se conhece sobre a sua dinâmica em ambientes tropicais. O objetivo deste trabalho foi identificar, por meio da ressonância magnética nuclear (RMN 31P), as espécies de P nos ácidos húmicos de um Cambissolo Háplico Ta eutrófico vértico, localizado no Município de Campos dos Goytacazes, norte do Estado do Rio de Janeiro, e cultivado com cana-de-açúcar com preservação do palhiço e adição de vinhaça por longo tempo. Por meio da análise de RMN 31P foi possível observar acúmulo de P orgânico em formas mais facilmente mineralizadas nas áreas com preservação de matéria orgânica, tal como P em ligações diésteres. Nas áreas de cana queimada, houve maior participação de espécies orgânicas mais estáveis, como o ortofosfato em ligações monoésteres. Os resultados da espectroscopia de RMN 31P mostram que, nas áreas com maior aporte de resíduo orgânico (i.e., cana crua e cana queimada com adição de vinhaça), os ácidos húmicos constituem uma reserva importante de P orgânico prontamente disponível. Já, nas áreas de cana queimada, o acúmulo de P orgânico recalcitrante nos ácidos húmicos indica utilização do P-lábil das substâncias húmicas como fonte importante para nutrição das plantas.

Crop management systems that favor soil organic matter can improve the available nutrient content for plants and reduce the use of industrial fertilizer. Despite the importance of organic compounds as a P source, little is known about its dynamics in tropical environments. The objective of this study was to identify organic P species present in humic acids by NMR 31P analysis in a fine clay Fluventic Eutrochrepts in Campos dos Goytacazes, in the north of Rio de Janeiro State, Brazil, under long-term sugarcane cultivation with preservation of trash and stillage addition. NMR 31P showed an accumulation of organic P in more easily mineralizable forms such as P in diester linkages in the areas with organic matter preservation. In the areas where the crop trash was burned prior to harvesting, more stable organic P forms such as orthophosphates in monoester linkages were observed. These results obtained with NMR 31P would suggest that the humic acids constitute an important pool of labile organic P in the areas with higher organic matter content. In the areas with sugarcane burning, however, the recalcitrant organic P is accumulated in humic acids. This suggests that available P in humic substances is an important source of P for plant nutrition.

A disponibilidade e as reservas de fósforo orgânico são controladas pela taxa de mineralização e influenciadas pelas alterações no manejo do solo. O objetivo deste trabalho foi avaliar o fósforo orgânico mediante espectroscopia de ressonância magnética nuclear de 31P (RMN 31P) em solo sob cobertura de plantas leguminosas. Extratos alcalinos foram obtidos em duas profundidades (0-5 e 5-10 cm) de um Argissolo numa área cultivada com leguminosas herbáceas perenes (Arachis pintoi, Pueraria phaseoloides e Macroptilium atropurpureum). Em áreas adjacentes ao experimento foram coletadas amostras do mesmo solo sob cobertura de floresta tropical secundária (capoeira) e capim-colonião (Panicum maximum). O manejo das leguminosas foi dividido em com e sem a remoção da parte aérea da superfície após o corte das plantas. Os fosfatos em ligações monoésteres foram predominantes em todas as amostras de solo e os fosfatos em ligações diésteres foram acumulados na camada superficial do solo sob floresta secundária. A quantidade de fósforo em ligações diésteres foi maior nas amostras de solo sob cobertura de leguminosas do que sob gramíneas. A permanência da parte aérea na superfície do solo promoveu aumento na razão P diéster/P monoéster. Esses resultados podem ser usados para justificar o aumento da disponibilidade de fósforo para as plantas em solos cultivados com leguminosas.

The availability and the reserves of organic phosphorus are controlled by its mineralization rate and are also influenced by changes in soil management. The objective of this study was to evaluate the influence of soil covering with different leguminous plant on soil organic P by 31P-NMR spectroscopy. Alkaline soil extracts were obtained from two depths (0-5 and 5-10 cm) of an Ultisol cultivated with herbaceous perennial leguminous plants (Arachis pintoi, Pueraria phaseoloides, Macroptilium atropurpureum). In an adjacent area, samples of the same soil cover with a secondary tropical forest and grass (Panicum maximum) were also collected. The leguminous management was divided into with removal and without removal of shoot parts after cut on soil surface. Phosphate monoesters are the dominant P species in all soil samples and P diesters accumulated on the superficial layer of secondary forest soil. The P amount of this fraction is higher for the legume covered soil when compared with the grass covered soil. The permanence of leguminous plants on the topsoil after the cut promoted an increase in P diester/P monoester ratios. These findings can be accounted for an enhancement of P availability to plants in soils cultivated with leguminous plants.

O uso de leguminosas herbáceas em sistemas agrícolas permite o aporte de quantidades expressivas de fitomassa, possibilitando alterações no teor e na qualidade da matéria orgânica do solo ao longo dos anos. Este trabalho avalia a qualidade da matéria orgânica de um Argissolo Vermelho Amarelo localizado em Seropédica, RJ, e cultivado com diferentes espécies de leguminosas herbáceas perenes: amendoim forrageiro cv. BR-14951 (Arachis pintoi), cudzu tropical (Pueraria phaseoloides) e siratro (Macroptilium atropurpureum),num delineamento fatorial com três repetições, considerando a manutenção da parte aérea depois do corte na parcela ou a retirada da parte aérea da área experimental. Foram também analisadas amostras de uma área adjacente com vegetação espontânea (mata de capoeira) e capim colonião (Panicum maximum). As amostras de solo foram coletadas em duas profundidades (0-5 e 5-10 cm), realizando-se o fracionamento da matéria orgânica e a avaliação das características estruturais dos ácidos húmicos. As leguminosas avaliadas não alteraram o conteúdo de carbono orgânico total, mas promoveram acúmulo de ácidos húmicos (AH) na camada superficial. Os AH podem ser utilizados como compostos indicadores dos efeitos do manejo sobre a fração orgânica do solo, pois apesar do pouco tempo de implementação do experimento (28 meses) foi verificada incorporação significativa de carbono e nitrogênio provenientes dos resíduos orgânicos das leguminosas. O manejo dos resíduos vegetais não alterou aspectos quantitativos da distribuição de matéria orgânica humificada, mas conferiu maior grau de condensação aos ácidos húmicos avaliados pela análise da composição elementar, espectroscopia de IV e de fluorescência.

Using herbaceous legumes in agricultural systems yields great quantities of plant residues, allowing changes in soil organic matter quality and content over the years. This study was conducted on an Ultisol, at Seropédica, RJ, Brazil, to evaluate the effects of different perennial herbaceous legumes on soil organic matter quality. A factorial scheme with three replications was used to evaluate the species: forage groundnut cv. BR-14951 (Arachis pintoi), tropical kudzu (Pueraria phaseoloides), and siratro (Macroptilium atropurpureum). After the first cut, each plot was divided into two subplots; plants were cut and left on the soil surface or cut and removed. Soil samples of a closed area covered by spontaneous vegetation (mainly C3 plants) or by Panicum maximum were also analysed. Samples were collected from two layers (0-5 and 5-10 cm), processed for the fractionation of organic matter and the evaluation of structural characteristics of humic acids (HA). Evaluated legumes did not change total organic carbon contents, but promoted HA accumulation in the superficial soil layer. Humic acids may be used as indicators of the management effects on soil organic fractions, because there was significant incorporation of carbon and nitrogen derived from the legume residues, even for the short experimentation time (28 months). Residue management did not modify quantitative aspects of the distribution of the humified organic matter, but promoted, however, a higher condensation degree of humic acids evaluated by the elementary composition, IR and fluorescence spectroscopy.

A bioatividade de ácidos húmicos (AH) isolados de lodo da estação de tratamento de esgoto (AHL) e de vermicomposto (AHV) foi avaliada pela ação dessas substâncias sobre o transporte de prótons através da membrana plasmática de células de raízes de café e milho e sua relação com o desenvolvimento dessas espécies. Houve estímulo da área superficial radicular em ambas as espécies cultivadas com ambos AH, mostrando uma concentração ótima em torno de 40 mg L-1. Nessa condição, os tratamentos com AHL e AHV estimularam a H+-ATPase de membrana plasmática em plântulas de café e milho. Os AHL foram mais efetivos na promoção desses efeitos do que os AHV. A modificação do perfil cromatográfico dos AH em solução antes e após o cultivo das plântulas revelou que a interação planta-AH promoveu uma redistribuição das massas moleculares dessas substâncias, sugerindo uma dinâmica de mobilização de subunidades funcionais dos AH por exsudatos das raízes. A análise estrutural dos AH detectou a presença de grupamentos de auxina. A análise comparativa da ação desses dois AH sobre as espécies representantes de plantas monocotiledôneas (milho) e dicotiledôneas (café) apontam para a ativação da H+-ATPase de plasmalema como possível marcador metabólico de bioatividade dos ácidos húmicos.

The bioactivity of humic acids (HA) isolated from sludge of the station of sewer treatment (HAL) and from vermicompost (HAV) was evaluated through the action of those substances on primary transport of protons of the plasma membrane of coffee and corn root cells and its relationship with the development of those species. A stimulation in the superficial area of roots was observed for both species cultivated with both humic acids, exhibiting an optimum concentration, about 40 mg L-1 of HA. In this condition the treatment with HAL and HAV stimulated the plasma membrane H+-ATPase of corn and coffee roots. HAL were more effective to promote those effects than HAV. The modification of the chromatographic profile of the HA in solution before and after the cultivation of the seedlings revealed that the interaction plant-HA promoted a rearrangement of the average molecular weight of those substances suggesting a dynamic mobilization of bioactive subunits of the HA by plant exudates. The structural analysis of the HA has detected the presence of auxin groups. A comparative analysis of the action of those HA on the monocotyledonous (corn) and dicotyledonous (coffee) plants indicates to the activation of plasmallema H+-ATPase as a possible metabolic marker for bioactivity of humic acids.

O objetivo deste trabalho foi o de verificar possíveis alterações na distribuição das frações humificadas da matéria orgânica e das características estruturais de ácidos húmicos em amostras do horizonte superficial de dois solos (Latossolo Vermelho-Amarelo, e Argissolo Vermelho-Amarelo) que receberam o equivalente a 80 t ha-1 de composto de lixo urbano e lodo da estação de tratamento de esgoto. A distribuição das frações humificadas das amostras de solos com adição de resíduos urbanos foi alterada. Houve aumento do conteúdo de ácidos fúlvicos, implicando a diminuição da relação ácidos húmicos/ácidos fúlvicos e a qualidade do húmus do solo. Os ácidos húmicos estudados sofreram modificações nas suas características estruturais, principalmente com a diminuição do conteúdo de carbono em longas cadeias alquílicas e aumento no conteúdo de C atribuído a polissacarídeos incorporados às estruturas dos ácidos húmicos.

The aim of this work was to determine potential changes in the distribution of humified fractions of the organic matter together with the structural features of humic acids in samples from the superficial horizon of two soils (Ultisol and Oxisol) to which 80 ton ha-1 of both compost of municipal residues and sewage sludge were added. An increase in the fulvic acids content was found which implies both a decrease in the humic/fulvic acid ratio and also in the quality of the humus in the soils. The humic acids studied underwent structural changes, mainly the decrease in the long alkyl chain content along with an increase in the C content related to polysaccharides incorporated to the humic acids.

High levels of Fe and Mn present in some soils and compost organic matter decrease the resolution of 13C NMR spectra of humic substances. Addition of KCl up to a concentration of 0,03 mol L-1 to humic substances extracts followed by centrifugation is an efficient method of eliminating clays and minerals containing high levels of paramagnetic metals such as Fe and Mn thus increasing the resolution of 13C NMR spectra.