RESUMO: O objetivo desse trabalho foi avaliar os efeitos do cultivo do café sobre a atividade das enzimas do solo β-glicosidase, arilsulfatase e fosfatase ácida em função de dois diferentes regimes hídricos associados ou não à calagem e ao cultivo de braquiária nas entrelinhas. Esse estudo foi realizado em um experimento conduzido no campo experimental do Centro de Pesquisa Agropecuária dos Cerrados, utilizando a cultivar IAC 144 (Coffea arabica L.), sob um Latossolo Vermelho distrófico argiloso. Foram considerados dois regimes hídricos (RH), RH1 com irrigação plena em turnos de rega ao longo do ano e RH3 com estresse hídrico controlado, por cerca de 70 dias, na época seca. Em cada regime hídrico foram avaliadas a aplicação ou não de calcário em cobertura e a presença ou ausência de braquiária cultivada nas entrelinhas das plantas do cafezal. As atividades das enzimas β-glicosidase, arilsulfatase e fosfatase ácida foram avaliadas durante as estações chuvosa e seca. A calagem e a presença de braquiária nas entrelinhas tiveram efeito positivo sobre a atividade das três enzimas avaliadas nesse estudo, em graus variáveis, dependendo da época de coleta das amostras e/ou do RH. Nossos resultados evidenciam que a braquiária nas entrelinhas do café foi o fator de maior impacto positivo sobre a atividade enzimática do solo.

ABSTRACT: This research evaluated the effects of coffee cultivation with two different water regimes associated or not with liming and the presence/absence of brachiaria as intercrop on the activities of the soil enzymes β-glucosidase, arylsulfatase and acid phosphatase. The study was carried out at the experimental farm of Embrapa Cerrados, using the cultivar IAC 144 (Coffea arabica L.), under a clayey dystrophic Cerrado Oxisol. Two water regimes (WR) were considered, WR1 with irrigation shifts throughout the year and WR3 with controlled water stress, for about 70 days, in the dry season. In each water regime, effects of lime application (with/without) and the presence/absence of brachiaria cultivated between the lines of coffee plants were evaluated. The activities of the enzymes β-glucosidase, arylsulfatase and acid phosphatase were evaluated during the rainy and dry seasons. Liming and intercropped brachiaria positively affected the activities of the three enzymes assessed in this study at varying degrees, depending on season and/or the WR. Our findings evidenced that intercropped brachiaria in coffee rows was the factor that most positively impacted soil enzymes activities.

Resumo A pressão humana sobre os serviços ecossistêmicos tem resultado em impactos indesejáveis sobre o bem-estar humano. Com o Projeto Millennium, várias pesquisas interdisciplinares têm sido desenvolvidas em todo o mundo com o objetivo de entender esses impactos sobre os fluxos e os processos dos ecossistemas e internalizar os custos e os benefícios dos serviços ecossistêmicos para a produção. O solo fornece muitos serviços ecossistêmicos, uma vez que sua multifuncionalidade é a base para a produção de alimentos, filtração de água, ciclagem de nutrientes e outros bens essenciais à vida. Este artigo apresenta os principais conceitos e classificações dos serviços ecossistêmicos do solo e de suas funções; os indicadores e os métodos de avaliação, modelagem e valoração dos serviços ecossistêmicos; algumas aplicações recentes para avaliar impactos de práticas de manejo agrícola sobre os serviços ecossistêmicos do solo; bem como os desafios e as oportunidades para a pesquisa e para o desenvolvimento de políticas públicas relacionadas à sustentabilidade agroambiental no Brasil. Apesar de o papel do solo para prestação de serviços ecossistêmicos ainda ser subestimado, os cientistas têm gradualmente reconhecido os processos e as funções do solo como fundamentais para avaliar os serviços ecossistêmicos e os efeitos do uso e manejo da terra sobre eles. Abordagens interdisciplinares que integrem ciência e políticas públicas são necessárias para construir uma governança com base em serviços ecossistêmicos.

Abstract Human pressure on ecosystems has undesirable impacts on human well-being. After the Millennium Project, much interdisciplinary research has been developed worldwide aiming to understand these impacts on ecosystem flows and processes, and to learn about the costs and the benefits of ecosystem services for production. Soil provides many ecosystem services, since its multi-functionality is the basis for food production, water filtration, nutrient cycling, and other goods essential to life. This article presents the main concepts and classifications of soil ecosystem services and of its functions; the indicators and the methods for assessment, modeling, and valuation of ecosystem services; some recent applications to assess and evaluate impacts of agricultural management practices on soil ecosystem services; as well as challenges and opportunities for research and for development of public policies related to agro-environmental sustainability in Brazil. Although the role of soil in supplying ecosystem services is yet undervalued, scientists are gradually recognizing soil processes and functions as fundamental to assess ecosystem services and the effects of land use and management on them. Interdisciplinary approaches to integrate science and public policies are necessary to build governance based on ecosystem services.

RESUMO: Resíduos orgânicos do cultivo e processamento da cana-de-açúcar (vinhaça, cinzas, torta de filtro e palha) são usualmente aplicados ou deixados no solo para aumentar sua fertilidade, mas eles podem influenciar na degradação e sorção de agrotóxicos. O objetivo deste estudo foi avaliar o efeito da adição desses resíduos orgânicos no solo sobre a degradação e sorção do fipronil e da atrazina em dois solos no Estado de Mato Grosso do Sul, MS, Brasil. O experimento de degradação foi realizado com solos (0-10cm) incubados em laboratório (40 dias; 28°C; 70% da capacidade de campo). Para determinar a sorção, foi usado o método da batelada. Fipronil mostrou ser mais persistente (valores de meia-vida entre 15-105 dias) que atrazina (7-17 dias). O solo com adição de vinhaça favoreceu a degradação de fipronil e atrazina, enquanto adição da torta de filtro desacelerou o processo. Os valores do coeficiente de sorção (Kd) foram determinados para fipronil (5,1-13,2mL g-1) e atrazina (0,5-1,5mL g-1). Apenas os resíduos palha e torta de filtro aumentaram a sorção de fipronil quando adicionados ao solo, enquanto todos os resíduos aumentaram a sorção de atrazina.

ABSTRACT: Organic residues from sugarcane crop and processing (vinasse, boiler ash, cake filter, and straw) are commonly applied or left on the soil to enhance its fertility. However, they can influence pesticide degradation and sorption. The objective of this study was to assess the effect of adding these organic residues on the degradation and sorption of fipronil and atrazine in two soils of the State of Mato Grosso do Sul, MS, Brazil. The degradation experiment was carried out with laboratory-incubated (40 days; 28°C; 70% field capacity) soils (0-10cm). The batch equilibration method was used to determine sorption. Fipronil (half-life values of 15-105 days) showed to be more persistent than atrazine (7-17 days). Vinasse application to the soil favored fipronil and atrazine degradation, whereas cake filter application decreased the degradation rates for both pesticides. Values for sorption coefficients (Kd) were determined for fipronil (5.1-13.2mL g-1) and atrazine (0.5-1.5mL g-1). Only straw and cake filter residues enhanced fipronil sorption when added to the soil, whereas all sugarcane residues increased atrazine sorption.

Resumo: O objetivo deste trabalho foi avaliar as relações entre os métodos de oxidação úmida e combustão a alta temperatura, utilizados em determinações do carbono da biomassa microbiana, e verificar a necessidade do uso de fatores de correção entre os dois métodos. Foram utilizadas 96 amostras de solo, coletadas à profundidade de 0-10 cm em Latossolos Vermelhos argilosos de Cerrado, sob cultivos anuais, pastagens, eucalipto e vegetação nativa. O carbono da biomassa microbiana foi determinado a partir de extratos de K2SO4, pelo método de fumigação-extração, por meio de oxidação úmida com dicromato de potássio com aquecimento externo, e por combustão a alta temperatura em analisador de C orgânico total. Observou-se relação linear positiva e significativa entre os teores de C orgânico determinados pelos dois métodos. O método de combustão a alta temperatura detecta, em média, 6,3% mais C orgânico do que o método por oxidação úmida.

Abstract: The objective of this work was to evaluate the relationships between the methods of wet oxidation and the combustion at high temperature, used in determinations of microbial biomass carbon, and to verify the necessity of using correction factors between the two methods. Ninety-six soil samples, collected at 0-10-cm soil depth in clayey Oxisol of the Cerrado region, under annual crops, pastures, eucalyptus, and native vegetation were used. The microbial biomass carbon was determined from K2SO4 extracts, using the fumigation-extraction method, by wet oxidation with potassium dichromate and external heating, and by combustion at high temperature in a total organic C analyser. A significant, positive, linear relationship between the contents of organic C, determined by the two methods, was observed. The combustion at high temperature method detects, on average, 6.3% more organic C than the wet oxidation method.

O objetivo deste trabalho foi avaliar a degradação dos inseticidas bifentrina, permetrina e tiametoxam em um solo sob sistemas de integração lavoura-pecuária (SILP), plantio direto (SPD) e convencional (SC), e sua relação com atributos microbiológicos (carbono da biomassa microbiana, respiração basal e atividade das enzimas -glucosidase e fosfatase ácida). O experimento foi realizado utilizando solos incubados (0-10cm) com umidade a 75% da capacidade de campo e 28ºC por 51 dias. Além de aumentos de matéria orgânica, biomassa e atividade microbiana, o sistema SILP também favoreceu a degradação mais rápida dos três inseticidas no solo, em comparação aos outros sistemas avaliados. Dentre os inseticidas avaliados, o tiametoxam apresentou degradação lenta no solo, com valores de meia-vida (TD50) entre 46 e 89 dias. Os valores de TD50 para bifentrina ficaram entre 14 e 44 dias e para permetrina entre 9 e 47 dias, considerando todos os sistemas avaliados.

The aim of this research was to evaluate the degradation of bifenthrin, permethrin and thiamethoxam insecticides in a soil under crop-livestock integration (CLIS), no-tillage (NTS) and conventional (CS) systems and its relationship with microbiological attributes (microbial biomass C, basal soil respiration and activities of β-glucosidase and acid phosphatase). The experiment was carried out using incubated soil (0-10cm) with moisture content about 75% of field capacity at 28ºC for 51 days. Besides the increase in soil organic matter content, biomass and microbial activity, CLIS system also favored a faster degradation of the three insecticides in soil compared to the others. Among the evaluated insecticides, thiamethoxam showed the slowest degradation in soil with half-life (DT50) values between 46 and 89 days. Bifenthrin DT50 values were between 14 and 44 days and for permethrin between 9 and 47 days

A manutenção das funções do solo nos agroecossistemas encontra-se entre os principais desafios da comunidade científica, na atualidade. Assim, este estudo objetivou avaliar indicadores físicos, químicos e biológicos de qualidade do solo, em três unidades de produção comercial de morango, em Brazlândia (DF), sendo duas sob sistema de produção convencional (Conv1 e Conv2) e uma sob sistema orgânico (Org). O Conv1 é caracterizado pelo cultivo de morango em área que esteve ocupada por 12 anos com pastagem (Brachiaria spp.), sem controle de lotação e sem adubação; o Conv2 pelo cultivo do morango em sucessão/rotação com outras espécies olerícolas; e o Org ocorreu após a adubação verde com o consórcio de milho e mamona. Os atributos indicadores de qualidade do solo avaliados foram: densidade de solo, estabilidade de agregados, matéria orgânica, capacidade de troca catiônica (CTC), condutividade elétrica, β-glicosidase e fosfatase ácida. Os valores observados para os indicadores físicos foram, de maneira geral, considerados sustentáveis, para latossolos do Cerrado. Os teores de matéria orgânica mostraram-se similares em todos os sistemas e a CTC foi superior ou próxima ao limite crítico considerado sustentável. Em função da elevada aplicação de fertilizantes, a maior condutividade elétrica foi registrada para o Conv2, mas não houve efeito deletério sobre a produtividade. As atividades das enzimas β-glicosidase e fosfatase ácida indicaram boa qualidade biológica do solo, em todas as unidades produtivas de morango avaliadas.

The maintenance of soil functions in agroecosystems is among the main challenges for the scientific community, nowadays. Thus, this study aimed at evaluating the physical, chemical and biological soil quality indicators of three commercial strawberry production units, in Brazlândia, Distrito Federal, Brazil, being two of them managed under conventional tillage (Conv1 and Conv2) and the third under organic tillage (Org). The Conv1 consisted of strawberry cultivation in an area previously covered with pasture (Brachiaria spp.) for 12 years, without fertilization or stocking rate control; the Conv2 was characterized by strawberry cultivation in a succession/rotation cropping system with other horticultural species; and the Org was implemented after the green fertilization with maize intercropped with castor bean. The following soil quality indicators were evaluated: soil density, aggregate stability, organic matter, cation exchange capacity (CEC), electric conductivity, β-glucosidase and acid-phosphatase. The values observed for physical indicators were generally considered sustainable for the Brazilian Savannah Oxisols. The organic matter contents were similar in all systems and the CEC was higher or close to the critical limit considered sustainable. Due to the high fertilizer input, the highest electric conductivity was observed for the Conv2, but there was no negative impact on yield. The β-glucosidase and acid-phosphatase enzymes activity indicated a good soil biological quality in all the strawberry production units evaluated.

O objetivo deste trabalho foi avaliar a estrutura metabólica e genética de comunidades bacterianas em Latossolo de cerrado sob vegetação nativa ou cultivado em sistema de rotação soja/milho sob preparo convencional e plantio direto. Foram utilizadas microplacas EcoPlate para determinar o perfil e a diversidade metabólica das comunidades bacterianas, e eletroforese em gel com gradiente desnaturante (DGGE) para avaliar a estrutura genética. O teste estatístico de Mantel foi utilizado para avaliar a relação entre a estrutura metabólica e a genética. A comunidade bacteriana sob vegetação nativa apresentou perfil metabólico diferente do encontrado em solos cultivados. No solo cultivado com soja sob preparo convencional, o padrão de utilização das fontes de carbono diferenciou-se dos demais tratamentos. Com base nos resultados de DGGE, a comunidade bacteriana sob vegetação nativa apresentou 35% de similaridade com as de áreas cultivadas. Foram formados grupos distintos de comunidades bacterianas do solo entre as áreas sob preparo convencional e plantio direto. Houve correlação significativa de 62% entre as matrizes geradas pelas microplacas EcoPlate e pela DGGE. Variações no perfil metabólico estão relacionadas às variações na estrutura genética das comunidades bacterianas do solo.

The objective of this work was to evaluate the metabolic and genetic structure of bacterial communities in a cerrado Oxisol under native vegetation or cultivated in a soybean/maize rotation system under conventional tillage and no tillage. EcoPlate microplates were used to determine the metabolic profile and diversity of bacterial communities, and denaturing gradient gel electrophoresis (DGGE) to assess the genetic structure. The Mantel statistic test was used to evaluate the relationship between the metabolic and the genetic structure. The bacterial community under native vegetation showed a different metabolic profile than that of cultivated soils. In the area cultivated with soybean under conventional tillage, the carbon source utilization pattern differed from the other treatments. Based on the DGGE results, the bacterial community under native vegetation showed 35% similarity to the ones found under cultivation. Distinct groups of soil bacterial communities were formed between the areas under conventional tillage and no tillage. A significant correlation of 62% was observed between matrices generated by EcoPlate microplates and by DGGE. Variations in the metabolic profile are related to changes in the genetic structure of soil bacterial communities.

O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito da solarização e da biofumigação sobre a comunidade microbiana do solo, por meio da atividade da enzima beta-glicosidase e do perfil do 16S rDNA, determinado com PCR-DGGE. A solarização do solo, com cobertura de plástico, foi feita por períodos de dois, quatro e seis meses, e a biofumigação foi realizada pela incorporação de 2 e 5% (v/v) de cama-de-frango ao solo. Logo após a retirada da cobertura de plástico e aos 30 dias após a remoção, a atividade da beta-glicosidase foi menor em relação ao tratamento não solarizado. Aos 60 dias, não foram mais observadas diferenças entre os tratamentos. A adição de cama-de-frango a 5% estimulou a atividade da beta-glicosidase. O perfil da estrutura da comunidade bacteriana foi influenciado pelo tempo de solarização, independentemente da época da retirada da cobertura de plástico. Não foi observado efeito da adição de cama-de-frango ao solo, no perfil da comunidade. A solarização afeta a atividade da beta-glicosidase, mas esses efeitos não são mais detectáveis após 60 dias da retirada da cobertura de plástico, diferentemente do que foi observado em relação à estrutura da comunidade bacteriana por PCR-DGGE. A biofumigação estimula a atividade da beta-glicosidase, mas não afeta o perfil da comunidade microbiana.

The objective of this work was to evaluate the effects of solarization and biofumigation on the soil microbial communities, by means of beta-glucosidase activity and 16S rDNA PCR-DGGE analyses. Solarization with a plastic covering of the soil took place over two, four and six months, and the soils were biofumigated by the addition of 2 and 5% (v/v) of chicken litter to the soil. Right after the plastic cover removal and after 30 days, beta-glucosidase was lower than in the nonsolarizated control. After 60 days, there were no longer significant differences in beta-glucosidase activity between treatments. The addition of 5% chicken litter stimulated beta-glucosidase activity. Bacterial community profile was influenced by solarization time, regardless of time of plastic cover removal. There was no effect of chicken litter amendments over the bacterial community structure. Solarization affects beta-glucosidase activity but, after 60 days, its effects are no longer detectable, differently of the observed data regarding soil bacterial community structure by PCR-DGGE. Biofumigation stimulates beta-glicosidase activity, but it doesn't affect the bacterial community structure.