RESUMO: Existem poucos estudos sobre a diversidade microbiana em solos de mamona no ambiente semiárido tropical. Os produtos de mamona têm sido amplamente utilizados em todo o mundo e justificam a importância comercial da ricinocultura no semiárido nordestino brasileiro. Como não há qualquer tipo de fertilização, ou manutenção de resíduos da cultura nos solos de mamona do presente estudo, presume-se que a comunidade de diazotróficas forneça o nitrogênio (N) nesses solos. Avaliou-se a estrutura e diversidade de comunidades de diazotróficas em solos de mamona do semiárido tropical em: i-Mamona com 50 anos de cultivo, consorciada com milho (CB-50); ii-Mamona com 10 anos de cultivo sem consórcio (CB-10) e iii-solo sob vegetação de Caatinga preservada (CAA). Realizou-se avaliação de redução do acetileno a etileno (ARA) e o perfil do gene nifH foi separado por eletroforese em gel de poliacrilamida com gradiente desnaturante (DGGE). A diversidade de diazotróficas foi estimada pelos índices de Shannon (H’) e Simpson (D). Com base na manutenção dos estoques de nitrogênio no solo e da biomassa microbiana ao longo do tempo, a atividade dos diazotróficos de vida livre foi determinante na entrada de N nesses solos. O gene nifH esteve presente e seus perfis agruparam os tratamentos CB-50 com CAA, reforçando a fixação de N pelos diazotróficos, os quais apresentaram maior diversidade nos solos cultivados, mesmo após a mudança de uso da terra para o plantio de mamona.

ABSTRACT: There are few studies of microbial diversity in castor bean soils in tropical semiarid environmental. Castor bean products have been widely used around the world justifying the commercial importance of ricinoculture in Brazil’ northeastern semiarid. There is no fertilization or maintenance of litter on the soils from the present study, so we hypothesized that the free-living diazotrophs microorganisms drive the nitrogen (N) input into these soils. We evaluated the communities’ structure and diversity of diazotrophs in tropical semiarid soils with i-Castor bean 50 years of cultivation intercropping with maize (CB-50); ii-Only Castor bean 10 years of cultivation (CB-10) and iii-soil under Caatinga vegetation (CAA). Nitrogenase enzyme activity was performed by the acetylene reduction assay (ARA) and the community profile of nifH gene was separated by denaturing gradient gel polyacrylamide electrophoresis (DGGE). Diazotrophs diversity was estimated by the Shannon (H’) and Simpson (D) indexes. Based on the maintenance of soil N stocks and N-microbial biomass over time, the activity of free-living diazotrophs was determinant in the N-input into these soils. The nifH gene was present and its profiles grouped the CB-50 with CAA treatments, so it reinforced the N-fixing by diazotrophs, which presented a greater diversity in the cultivated soils, even after the land use change for the castor bean implementation.

RESUMO A seleção de rizóbios eficientes para inoculação em mucuna preta pode aumentar o uso dessa leguminosa como adubo verde, maximizando o incremento de nitrogênio (N) na cultura. O objetivo deste trabalho foi selecionar rizóbios que nodulam mucuna preta com eficiência superior às estirpes atualmente recomendadas, com potencial para compor um inoculante. Um experimento em casa de vegetação avaliou 39 estirpes em solo não esterilizado, seguido de um experimento de campo com as cinco estirpes mais efetivas sob condições de campo em um argisolo amarelo distrocoeso. Ambos os experimentos incluíram a inoculação com as estirpes atualmente recomendadas, sem inoculação e os controles fertilizados com N, avaliando-se assim os nódulos, a massa seca da raiz e da parte aérea, a concentração e acúmulo de N da parte aérea e eficiência relativa. A dose de N correspondente ao ganho de massa seca da parte aérea das plantas inoculadas foi também estimada. Em condições de campo, as plantas inoculadas com os isolados T2.19A e T1.17M tiveram concentração de N na parte aérea similar a aplicação de 80 kg ha-1 de N e significativamente superior aos demais tratamentos. Além disso, o acúmulo de N foi significativamente superior ao controle (112 e 104%), à inoculação com a mistura das estirpes recomendadas (99 e 91%) e à aplicação de nitrogênio mineral (58 e 52%), respectivamente. A inoculação com as estirpes T2.19A e T1.17M apresentou resultados promissores, mostrando o seu potencial para recomendação e inoculação em mucuna preta.

ABSTRACT The selection of efficient rhizobia for the inoculation of velvet bean may increase the use of this plant as green manure, maximizing the addition of nitrogen (N) to the crop. This study aimed to select rhizobia that nodulate velvet bean more efficiently than do strains currently recommended and for the potential of rhizobia to compose an inoculant. A greenhouse experiment evaluated 39 strains using non-sterile soil and was followed by a field experiment with the five most effective strains under field conditions on a dystrocohesive Yellow Argisol. Both experiments included non-inoculated and inoculated treatments with currently recommended strains and N-fertilized controls. Nodules, root and shoot dry mass, shoot N concentration and accumulation and relative efficiency were evaluated. The N dose corresponding to the shoot dry mass increase of the inoculated plants was also estimated. Under field conditions, the plants inoculated with the strains T2.19A and T1.17M had a shoot N concentration similar to that from the application of 80 kg ha-1 N, and the N concentration was significantly higher that of the other treatments; additionally, the N accumulation was significantly higher than that of the control (112 and 104% for the two strains, respectively), the recommended strain mixture inoculation (99 and 91%, respectively) and the mineral N application (58 and 52%, respectively). Inoculation with T2.19A and T1.17M presented promising results, showing the potential of these strains for recommendation and inoculation of velvet bean.

A fixação biológica de N por leguminosas forrageiras é uma alternativa importante para reduzir a degradação de pastagens e é muito influenciada pela capacidade simbiótica do inoculante. Este trabalho avaliou a efetividade de isolados rizobianos de calopogônio (Calopogonium muconoides) de um Argissolo Vermelho-Amarelo da Zona da Mata Seca de Pernambuco com três diferentes coberturas vegetais. Foi conduzido um experimento testando 25 isolados, além de cinco controles não inoculados com 0; 30; 60; 90; e 120 kg ha-1 de N, e um tratamento inoculado com a estirpe SEMIA 6152. O primeiro corte foi realizado 45 dias após a inoculação, sendo o segundo e o terceiro cortes realizados 45 dias após o precedente. Os teores de N na parte aérea foram quantificados em todos os cortes. A matéria seca da parte aérea foi influenciada pelas doses de N em todos os cortes. A matéria seca da parte aérea aumentou do primeiro para o segundo corte nas plantas inoculadas. Não houve diferença entre os isolados rizobianos das diferentes coberturas vegetais para nenhuma das variáveis. Houve correlação positiva e significativa para a maioria das variáveis.

Biological N fixation in forage legumes is an important alternative to reduce pasture degradation, and is strongly influenced by the inoculant symbiotic capability. This paper evaluates the effectiveness of Calopo (Calopogonium mucunoides) rhizobial isolated from soil under three vegetation covers of an Argissolo Vermelho-Amarelo of the Dry Forest Zone of Pernambuco. An experiment was conducted evaluating 25 isolates, aside from 5 uninoculated controls with 0; 309; 60; 90 and 120 kg ha-1 N, and a treatment inoculated with the SEMIA 6152 strain. The first cut was performed 45 days after inoculation and a second and third cut after 45-day-intervals. Shoot N content was quantified at all cuts. Shoot dry mass was affected by N rates at all cuts. Shoot dry mass increased from the first to the second cut in inoculated plants. There was no difference between rhizobial isolates from the different plant covers for any of the variables. Most variables were significantly and positively correlated.

A fixação biológica do nitrogênio pela simbiose leguminosa-rizóbio é uma das mais importantes fontes de N para as plantas e depende fortemente da eficiência simbiótica da estirpe rizobiana. Este trabalho avaliou a capacidade simbiótica de isolados rizobianos de calopogônio (Calopogonium mucunoides) provenientes de um Argissolo sob pastagens de Brachiaria decumbens, bosques de sabiá (Mimosa caesalpiniifolia), e áreas de Mata Atlântica da Zona da Mata seca de Pernambuco. Foram obtidos 1.575 isolados distribuídos em 398 grupos. Realizou-se a autenticação para apenas um isolado aleatório de cada grupo, em blocos casualizados com duas repetições. A inoculação foi feita com 1 mL por planta de caldo bacteriano com população estimada de 10(8) células rizobianas mL-1. Aos 45 dias após a inoculação, as plantas foram colhidas, separadas em parte aérea, raízes e nódulos, secas em estufa até massa constante e pesadas. A fase seguinte, teste de capacidade simbiótica, foi montada em blocos casualizados, com duas repetições, em sacos de polietileno contendo 1,5 kg da mistura areia:vermiculita autoclavada (1:1). Foram isolados e selecionados 122 tratamentos, após a autenticação, com base na matéria seca da parte aérea, bem como cinco tratamentos-controle não inoculados, recebendo o equivalente a 0; 50; 100; 150; e 200 kg ha-1 de N, e um tratamento inoculado com a estirpe SEMIA 6152 (=BR1602) de Bradyrhizobium japonicum. O experimento foi conduzido da mesma forma que a fase anterior. A matéria seca da parte aérea das plantas inoculadas com os isolados mais efetivos não diferenciou significativamente do tratamento adubado com 150 kg ha-1 de N. A matéria seca da parte aérea correlacionou-se positivamente com todas as variáveis analisadas. A maior proporção de isolados eficientes foi obtida com os isolados de bosques de sabiá. Houve grande variação nos valores de matéria seca de nódulos, bem como na concentração e no acúmulo de N nas plantas.

Biological nitrogen fixation by rhizobium-legume symbiosis represents one of the most important nitrogen sources for plants and depends strongly on the symbiotic efficiency of the rhizobium strain. This study evaluated the symbiotic capacity of rhizobial isolates from calopo (CALOPOGONIUM MUCUNOIDES) taken from an agrisoil under BRACHIARIA DECUMBENS pasture, sabiá (MIMOSA CAESALPINIIFOLIA) plantations and Atlantic Forest areas of the Dry Forest Zone of Pernambuco. A total of 1,575 isolates were obtained from 398 groups. A single random isolate of each group was authenticated, in randomized blocks with two replications. Each plant was inoculated with 1 mL of a bacterial broth, containing an estimated population of 10(8) rhizobial cells mL-1. Forty-five days after inoculation, the plants were harvested, separated into shoots, roots and nodules, oven-dried to constant mass, and weighed. Next, the symbiotic capability was tested with 1.5 kg of an autoclaved sand:vermiculite (1:1) mixture in polyethylene bags. The treatments consisted of 122 authenticated isolates, selected based on the shoot dry matter, five uninoculated controls (treated with 0, 50, 100, 150, or 200 kg ha-1 N) and a control inoculated with SEMIA 6152 (=BR1602), a strain of BRADYRHIZOBIUM JAPONICUM The test was performed as described above. The shoot dry matter of the plants inoculated with the most effective isolates did not differ from that of plants treated with 150 kg ha-1 N. Shoot dry matter was positively correlated with all other variables. The proportion of effective isolates was highest among isolates from SABIÁ forests. There was great variation in nodule dry weight, as well as in N contents and total N.

Este trabalho visou avaliar o efeito da adubação fosfatada sobre a nodulação, deposição de liteira e desenvolvimento do sistema radicular de M. caesalpiniifolia Benth, antes e depois da poda, na Estação Experimental de Itambé, da Instituto Agronômico de Pernambuco - IPA. Os tratamentos foram níveis de adubação fosfatada (0, 100 e 200 kg.ha-1 de P2O5), em delineamento com blocos casualizados com seis repetições no bloco I e sete no II, sendo o critério para formação de blocos a data do corte de uniformização. Amostragens foram realizadas antes e depois da poda da parte aérea. O comprimento, a massa seca radicular, a matéria seca de nódulos e a liteira tiveram resultados semelhantes antes e depois da poda. O número de nódulos antes da poda foi de 2, 15 e 6 nos níveis de 0, 100 e 200 kg.ha-1 de P2O5, respectivamente, e 1, 6 e 7 após a poda. Comprimentos radiculares médios variaram entre 552 e 734 cm antes da poda e 389 e 455 cm após. Apenas de agosto a novembro de 2005 o número de nódulos apresentou variação, sendo observados valores de 2 a 15 nódulos antes da poda e 1 a 7 depois.

This work aimed to evaluate the effect of phosphorus fertilization on nodulation, litter deposition and root system development of M. caesalpiniifolia Benth, before and after pruning, at the Itambé Experimental Station of Pernambuco Agronomical Institute - IPA in Pernambuco, Brazil. Treatments were levels of phosphorus fertilization (0, 100 and 200 kg.ha-1 of P2O5) arranged in a randomized block design with six replicates in block I and seven in block II, with the criterion for block formation being uniformization cut date. Samplings were taken before and after pruning of the aerial part Root length and root, nodule and litter dry matter had similar results before and after pruning. Nodule numbers before pruning were 2, 15 and 6 for 0, 100 and 200 kg.ha-1 of P2O5, respectively, and 1, 6 and 7 after pruning. Average root lengths ranged from 552 to 734 cm before and from 389 to 455 cm after pruning. The number of nodules presented variation only from August to November 2005, with values from 2 to 15 and from 1 to 7 nodules, before and after pruning, respectively.

A quantificação da deposição de serapilheira e o acúmulo de manta orgânica são etapas importantes dos estudos de ciclagem de nutrientes. Com esse fim, objetivou-se quantificar a deposição de serapilheira e o acúmulo de manta orgânica em um povoamento de Sabiá (Mimosa caesalpiniifolia Benth.), no campo experimental pertencente à Empresa Pernambucana de Pesquisa Agropecuária - IPA, Itambé, PE. Para quantificação da serapilheira foram utilizados 20 coletores de madeira de 0,50 x 0,50 x 15 cm, à distância do solo de 30 cm, distribuídos sistematicamente na área. O material depositado foi coletado mensalmente no período de outubro/2000 a setembro/2001. O material colhido em cada coletor foi separado em folhas, galhos, flores, frutos e miscelânea. A manta orgânica não decomposta sobre o solo foi amostrada, ao acaso, nas proximidades da caixa coletora, obtendo-se 20 amostras mensais. De cada amostra foi retirado o material contido numa área de 30 x 30 cm. O material colhido foi separado em folhas, flores, frutos, miscelânea e galhos. As amostras foram levadas à estufa a 60 º C no período de 48 horas até peso constante. A deposição mensal de serapilheira e frações folha e legume ocorreu em outubro, provavelmente devido ao início do período seco. A deposição e o estoque de serapilheira foram estimados em 7830,44 kg.ha-1.ano-1 e 8906.9, kg.ha-1, respectivamente, com a fração folha dominando. A fração folha apresentou os maiores teores de nutrientes.

Quantification of litter deposition and organic mantle accumulation are important steps on nutrient cycling studies. This study aimed to quantify litter deposition and organic mantle in a sabiá (Mimosa caesalpiniifolia Benth) woodlot in an experimental farm in the Brazilian northeast region. Twenty 0.50 x 0.50 x 0.15 m wood collectors, to quantify litter deposition, were systematically distributed over the area elevated 30 cm above the soil. Deposited material was collected monthly from October 2000 to September 2001, and separated into leaves, twigs, flowers, pods and mixed portions. Undecomposed organic mantle was randomly sampled nearby collector boxes, to a total of 20 monthly samples, from which a 0.30 x 0.30 m composed sample was collected. The collected material was also hand separated into leaves, twigs, flowers, pods and mixed portions. All collected material was dried at 60°C until constant weight was achieved. Highest monthly litter deposition and leaf and pod fractions occurred in October, probably due to initiation of dry period. Litter deposition and stock were estimated at 7830.44 kg.ha-1.year-1 and 8906.9 kg.ha-1, respectively, with the leaf fraction dominating. Leaf fraction was the richest in nutrient content.

O trabalho foi realizado na Estação Experimental de Itambé, PE, para avaliar a distribuição da biomassa e nutrientes em povoamentos de Mimosa caesalpiniaefolia Benth. Foram estudados dois povoamentos, em solo e topografia similares com oito e 11 anos de idade, nos espaçamentos de 3,0 x 3,0 m e 4,5 x 4,5 m, respectivamente. A biomassa foi determinada para cada componente aéreo. As amostras de folhas, galhos, cascas e fuste foram coletadas e analisadas quimicamente. A biomassa total encontrada foi de 66,22 e 80,78 t/ha, nos povoamentos I e II, respectivamente. O material lenhoso (galhos e lenho) representou 96,52 e 97,98% da biomassa total, nos povoamentos I e II. A distribuição de biomassa nos povoamentos I e II foi, respectivamente; de galhos (44,99 e 53,40%), fuste (51,53 e 44,58%), casca (2,39 e 1,40%) e folhas (1,10 e 0,62%). A ordem de concentração de nutrientes nos dois povoamentos, em todos os componentes da parte aérea, de modo geral, obedeceu à seguinte ordem decrescente: nitrogênio > cálcio > potássio > magnésio > enxofre > fósforo.

This work was carried out at Itambé Experimental Station, in the State of Pernambuco, Brazil, to study biomass and nutrient distribution in stands of Mimosa caesalpiniaefolia Benth. Two stands with similar soil and topographical conditions were studied, involving plants eight and eleven years old, at 3.0 x 3.0 m and 4.5 x 4.5 m spacing, respectively. The biomass of each tree component was determined. Samples of leaves, branches, bark and stem were collected and chemically analyzed. Total biomass was 66.22 and 80.78 t/ha in stands I and II, respectively. Biomass distribution in stands I and II was: branches (44.99 and 53.40%), wood (51.53 and 44.58%), bark (2.39 and 1.40%) and leaves (1.10 and 0.62%). Nutrients of the components for both stands showed the following concentration trend: Nitrogen > Calcium > Potassium > Magnesium > Sulfur > Phosphorus.