ABSTRACT Carbon flows into and out of the soil are important processes that contribute to controlling the global climate. The relationship between soil organisms and the climate is interdependent since the organisms that contribute to carbon and greenhouse gas fluxes are simultaneously affected by climate change and soil management. Temperature, soil moisture, pH, nutrient level, redox potential and organic matter quality are key elements affecting the microorganisms involved in organic carbon flows in the soil. Climate, topography (slope and position in the landscape), soil texture, soil mineralogy and land-use regulate those key elements and, thus, the C fluxes in the pedosphere. Soil microbes can increase carbon influx and storage by promoting plant growth, mycorrhizal establishment, and particle aggregation. Conversely, microorganisms contribute to carbon efflux from the soil via methanogenesis, rhizospheric activity, and organic carbon mineralization. Nevertheless, strategies and management practices could be used to balance out carbon emissions to the atmosphere. For example, carbon influx and storage in the soil can be stimulated by plant growth promoting microorganisms, greater plant diversity via crop rotation and cover crops, cultivating mycotrophic plants, avoiding or reducing the use of fungicides and adopting organic farming, no-tillage crop systems and conservative soil management strategies. Therefore, this review aimed to shed light on how soil microorganisms can contribute to increase C influxes to the soil, and its significance for climate change. Then, we also seek to gather the practical actions proposed in the scientific literature to improve carbon sequestration and storage in the soil. In summary, the review provides a comprehensive basis on soil microorganisms as key to carbon fluxes and helpers to lessen climate change by increasing carbon fixation and storage in agroecosystems via stimulation or application of beneficial microorganisms. Temperature moisture pH level Climate slope landscape, landscape , landscape) texture landuse land thus pedosphere establishment aggregation Conversely methanogenesis activity mineralization Nevertheless atmosphere example crops plants farming notillage no tillage Therefore Then summary

RESUMO O nitrogênio (N) é um macronutriente que aumenta a produção de grãos na cultura do milho e o seu manejo adequado torna-se indispensável como proposta de uma agricultura sustentável, incluindo o uso de fontes alternativas como bactérias fixadoras de N2. Os objetivos deste trabalho foram avaliar a resposta morfofisiológica de plantas de milho e a atividade de enzimas no solo (urease e fosfatase) decorrente da adubação N mineral e da inoculação com Azospirillum brasilense. Dois ensaios foram realizados em condições de casa de vegetação com solo de cerrado. O delineamento estatístico adotado foi o de blocos ao acaso com os tratamentos distribuídos em esquema fatorial 3 x 3, sendo o primeiro fator correspondente a doses de N (0; 100 e 200 kg ha-1) e o segundo, a doses de um inoculante líquido à base de A. brasilense aplicado via sementes (0; 100 e 200 mL ha-1). Ao final desse experimento, outro ensaio foi realizado para verificar o possível efeito residual da inoculação e da adubação nitrogenada. A adição de fertilizantes nitrogenados promoveu maior desenvolvimento das plantas de milho, elevou os teores de clorofila e de nutrientes. Houve aumento da atividade das enzimas relacionadas à disponibilização de amônio e fósforo inorgânico na rizosfera. Além disso, o nitrogênio apresentou efeito residual no desenvolvimento das plantas na semeadura subsequente. A dose de 200 mL ha-1 de A. brasilense associada à dose de 200 kg ha-1 de N aumentou a resposta fisiológica da cultura.

ABSTRACT Nitrogen (N) is a macronutrient that positively affects grain yields in maize crops, being its appropriate management indispensable for a sustainable agriculture, including the use of alternative resources such as diazotrophic bacteria. The aims of this work were to evaluate morphophysiological aspects of maize plants and activity of soil enzymes (urease and fosfatase) due to mineral N fertilization and Azospirillum brasilense inoculation. Two trials were conducted under greenhouse conditions with cerrado soil. A randomized block design was set up with treatments distributed as a 3 x 3 factorial. The first factor corresponded to N rates (0; 100 and 200 kg ha-1) and the second factor to an A. brasilense inoculant (0; 100 and 200 mL ha-1). At the end of this experiment, another trial was done to determine the possible residual effect of inoculation and nitrogen fertilization. Nitrogen application promoted maize plants growth, and increased chlorophyll and nutrient contents. Intensified activity of rhizosphere enzymes related to ammonium and inorganic phosphorus availability was also observed. In addition, N fertilization had residual effect on plant development in the test evaluating the residual effect of the fertilizer. The combination of 200 mL ha-1 of A. brasilense with 200 kg ha-1 of N increased the physiological response of the maize crop.

O objetivo deste trabalho foi avaliar a influência da desfolha do milho no desenvolvimento e na produtividade de grãos. Seis ensaios foram conduzidos em diferentes safras e locais e em dois níveis de produtividade. Utilizou-se o delineamento de blocos ao acaso, com sete repetições. A desfolha foi realizada no estádio vegetativo V4 do milho (quatro folhas expandidas), e os tratamentos foram: remoção das duas folhas basais, remoção das quatro folhas expandidas, remoção total das folhas (secção da parte aérea) e testemunha (sem desfolha). Foram avaliados: duração do período vegetativo; e, em pré-colheita, altura de planta, altura de espiga, percentagem de plantas acamadas, força de quebramento de colmo, força de arranquio da planta e produtividade. A remoção das quatro folhas e a remoção total aumentaram a duração do período vegetativo e reduziram a altura de planta, a altura de espiga e a resistência do colmo ao quebramento. Esses níveis de desfolha também reduziram a produtividade, principalmente com a remoção total das folhas. A força de arranquio da planta não foi influenciada pela desfolha. A retirada de quatro folhas e do total das folhas reduz a produtividade de grãos, respectivamente, em 6,25 a 14,05% nos híbridos avaliados.

The objective of this work was to evaluate the influence of defoliation of maize on grain development and yield. Six trials were conducted in different growing seasons and locations and at two yield levels. A randomized complete block design was used, with seven replicates. Defoliation was made at the V4 vegetative stage of maize (four expanded leaves), and treatments consisted of: removal of the two basal leaves, removal of the four expanded leaves, total removal of leaves (aerial plant section), and a control (without defoliation). The following were evaluated: length of the vegetative period; and, at pre-harvest, plant height, ear insertion height, plant lodging percentage, stalk-breaking strength, force required to pull the plant, and yield. The removal of four leaves and the total removal of leaves increased the length of the vegetative period and reduced plant height, ear insertion height, and stalk strength against breaking. These defoliation levels also reduced yield, mainly with the total removal of leaves. The force required to pull the plant was not influenced by defoliation. Removal of four leaves and of all leaves reduces grain yield, respectively, in 6.25 to 14,05 in the evaluated hybrids.

A atividade microbiana e os atributos bioquímicos são indicadores importantes na avaliação dos impactos da adição de compostos orgânicos no solo. Assim, o objetivo deste trabalho foi avaliar alguns indicadores de processos bioquímicos e microbianos de solo, após a aplicação de composto orgânico produzido a partir de resíduos domésticos. As amostras de solo empregadas foram retiradas de um Latossolo Vermelho-Amarelo distrófico, sob vegetação de Cerrado, a 10 cm de profundidade. Foram utilizados três tratamentos: controle (solo sem adição de composto orgânico) e solo com adição de duas doses de composto orgânico doméstico (10 e 20 g kg-1 de solo seco). Os tratamentos foram avaliados quanto ao C liberado (C-CO2), à atividade respiratória microbiana aos 15 dias de incubação, ao C da biomassa microbiana (CBM); a glicose total (GT), ao quociente metabólico (qCO2) e à atividade das enzimas β-glicosidase e fosfatases ácida e alcalina. Verificou-se que as duas doses de adição de composto orgânico doméstico resultaram em aumento significativo da atividade microbiana e, também, em incremento nas frações de C orgânico e no estoque de C do solo, caracterizados pela elevação nos teores de CBM e GT. Entretanto, as duas doses de composto causaram decréscimo no qCO2, o que pode indicar maior diversidade na comunidade microbiana após o acréscimo do composto e maior eficiência no uso da energia. As enzimas β-glicosidase e as fosfatases (ácida e alcalina) foram fortemente influenciadas pela adição de composto orgânico doméstico, sobretudo pela dose de 20 g kg-1 do produto. A atividade da enzima β-glicosidase aumentou significativamente em resposta à adição do composto, e a atividade da fosfatase ácida foi superior à da fosfatase alcalina. A relação β-glicosidase: CBM foi maior no controle do que nos tratamentos com adição de composto, o que sugere que no controle havia mais enzimas do que no substrato ou que houve grande incremento no CBM com a adição do composto ao solo.

Microbial activity and biochemical properties are important indicators of the impact of organic composting on soil. The objective of this study was to evaluate some indicators of soil microbial and biochemical processes after application of compost (household waste). A Typic Acrustox, sampled at a depth of 10 cm under Cerrado biome vegetation, was evaluated in three treatments: control (soil without organic compost amendment) and soil with two doses of domestic organic compost (10 and 20 g kg-1 soil). The following properties were evaluated: released C (C-CO2): microbial respiration 15 days after incubation; microbial biomass C (MBC); total glucose (TG); metabolic quotient (qCO2); and enzyme activity of β-glucosidase and acid and alkaline phosphatase. The application of household compost, at doses of 10 and 20 g kg-1 Typic Acrustox, resulted in significant gains in microbial activity, organic C and C stock, as evidenced by increased MBC and TG levels. On the other hand, qCO2 decreases indicated greater microbial diversity and more efficient energy use. The addition of compost, particularly the 20 g kg-1 dose, strongly influenced the enzyme β-glucosidase and phosphatase (acid and alkaline). The β-glucosidase activity was significantly increased and acid phosphatase activity increased more than the alkaline. The ratio of β-glucosidase to MBC was greater in the control than in the composted treatments which suggests that there were more enzymes in the control than in the substrate or that the addition of compost induced a great MBC increase.

A atividade metabólica dos microrganismos é um dos principais processos reguladores das transformações de nutrientes no solo. No entanto, a atividade microbiana do solo é influenciada por fatores como a disponibilidade de nutrientes, incluindo o P. Este trabalho teve como objetivo avaliar o efeito da adição de P (de 50 a 500 mg kg-1 de P no solo) na atividade respiratória da microbiota e nos teores de glicose extra e intracelular em um Latossolo Vermelho distrófico fase Cerrado. As amostras de solo foram avaliadas quanto ao C liberado (C-CO2) pela atividade microbiana; pelo C orgânico total e pela glicose extra e intracelular. Durante o período de incubação (31 dias), a adição de P aumentou a atividade respiratória diária de 6,30 para 23,59 (mg kg-1 dia-1 de C-CO2 no solo), quando comparado com o controle. No entanto, a relação entre C-CO2 liberado por dia, por unidade de P adicionado, diminuiu, mostrando uma redução da eficiência na utilização do P adicionado. O teor de glicose extracelular no solo foi menor do que o encontrado intracelularmente. Ao final de 31 dias de incubação, o teor de glicose intracelular reduziu-se em decorrência da adição de P no solo, sugerindo maior consumo de glicose pelos microrganismos nas condições de adição do nutriente. Houve correlação negativa (r= -0,98, p < 0,01) entre a respiração diária e a glicose intracelular. Aos 31 dias de incubação, o CO total do solo diminuiu com a adição de 500 mg kg-1 de P no solo. A estreita relação entre o aumento da atividade e a diminuição de glicose intracelular sugere que a resposta da microbiota à adição de P pode estar associada ao conteúdo do açúcar no solo.

Metabolic activity of microorganisms is one of the main processes of control on the nutrient transformation in soil. However, the activity of the soil microbiota is affected by various factors such as the available nutrients, including phosphorus. The present work had as objective to show an approach of the effect of phosphorus addition (50 to 500 mg kg-1 P of dry soil) on the respiratory response of soil microbiota and the amount of extra and intracellular glucose in typic acrustox of Cerrado.The following analyses were carried: amount of C-CO2 evolved; total organic carbon e; extra and intracellular glucose in soil. During the incubation for 31 days, the respiratory activity (daily activity) increased in 6,30 to 23,59 with phosphorus addition, when compared to the control. However, the ratio between the daily carbon evolved (C-CO2) and the added phosphorus decreased, showing a reduction of the efficiency of nutrient utilization. The amount of the extracellular glucose was very smaller than the intracellular glucose. At end of 31 days of incubation, the amount of glucose decreased due to phosphorus addition, showing the consumption of sugar by microorganisms under experimental conditions. Negative metabolic correlation (r= -0.97, p<0.01) between the daily respiration and the intracellular glucose was shown. The soil organic carbon decreased only in the treatment with 500 mg P kg-1of dry soil, being other treatments similar to the control. The strong relation between an increasing of microorganism activity and a decreasing of intracellular glucose occurred, suggesting that the response of soil microbiota to phosphorus addition can be associated to the intracellular glucose content.

A síntese de proteínas de choque térmico é uma alteração fisiológica transiente na célula de organismos expostos a temperaturas supra-ótimas. A resposta fisiológica ao choque térmico é dependente, particularmente, do tipo de célula e da capacidade dos organismos em responder às alterações do meio. O presente trabalho teve como objetivo avaliar o crescimento micelial e a síntese de proteínas de choque térmico de dois isolados de Pisolithus sp. (RV82 e RS24) e de um isolado de Paxillus involutus em temperaturas supra-ótimas. No trabalho, foram feitas análises de crescimento micelial em placa de Petri com meio apropriado para o crescimento sob condições de temperaturas subletais, letais e de choque térmico. As proteínas nos micélios dos isolados foram marcadas com aminoácido radioativo (³H-leucina), e a radioatividade, quantificada em solução de cintilação. A síntese das proteínas de choque térmico (HSPs) foi avaliada em gel de poliacrilamida (SDS-PAGE e 2D-PAGE). Demonstrou-se, com ³H-leucina, que os fungos ectomicorrízicos apresentaram respostas diferenciadas em relação ao crescimento micelial quando expostos a temperaturas supra-ótimas. Os dois isolados de Pisolithus sp., RS24 e RV82, mostraram-se mais tolerantes a altas temperaturas, quando comparado ao isolado de P. involutus. Os isolados de Pisolithus sp. diferem quanto à síntese de proteínas de estresse, com a síntese de HSPs de alta e de baixa massa molecular. Em resposta ao choque térmico, o isolado RV82 sintetizou proteínas putativas dos grupos HSP70, HSP28 e HSP26 e as sHSPs (15-18 kDa), enquanto o isolado RS24 sintetizou as dos grupos HSP86, HSP60, HSP55 e HSP35 e as sHSPs (12-18 kDa). A baixa tolerância a temperaturas elevadas do isolado de P. involutus foi atribuída à ausência de síntese de proteínas putativas do grupo HSPs em condições de choque térmico. Os resultados sugerem que os isolados de fungos ectomicorrízicos diferem quanto ao mecanismo de indução de termotolerância.

In most organisms, the synthesis of heat shock proteins is a transient physiological change in the cell exposed to supra-optimal temperatures. The physiological response to heat shock is particularly dependent on the cell type and on the capacity of the organisms to respond to environmental alterations. In this study the mycelial growth and synthesis of heat shock proteins of two Pisolithus isolates (RV82 and RS24) and one Paxillus involutus isolate to supra-optimal temperatures was evaluated. Mycelial growth was evaluated under sublethal, lethal and heat shock temperature conditions with appropriate growth medium on Petri plates. Proteins in the mycelium of the isolates were marked using radioactive amino acid (³H-leucine) and the radioactivity was quantified in scintillation solution. Synthesis of heat shock proteins (HSPs) were evaluated by polyacrylamide gels (SDS-PAGE and 2D-PAGE). The two Pisolithus isolates RS24 and RV82 were more tolerant to high temperatures than P. involutus. The Pisolithus isolates differed regarding the synthesis of stress proteins since high and low molecular mass proteins were synthesized. In response to the heat shock, the RV82 isolate synthesized putative heat shock proteins of the groups HSP70, HSP28, HSP26 and sHSPs (15-18 kDa), while the RS24 isolate synthesized putative heat shock proteins of the groups HSP86, HSP60, HSP55, HSP35 and sHSPs (12-18 kDa). The low heat tolerance of the P. involutus isolate was attributed to its incapacity of synthesizing HSPs. Our results suggest that the induction of the thermotolerance mechanism differs among ectomicorrhizal fungi isolates.