The interface between soil physical and microbiological aspects

A cultura da cana-de-açúcar é a segunda maior cultura em valor de produção agrícola do país. Nos últimos anos ocorreu uma alteração no cenário canavieiro passando de colheita manual de cana queimada para mecanizada de cana crua. A colheita mecanizada da cana-de-açúcar acarreta muitos benefícios ambientais, porém o tráfego intenso de maquinários resulta na compactação do solo. Desse modo, buscamos avaliar como o efeito das alteração física do solo causado pelo tráfego de máquinas durante a colheita da cana interfere na composição das comunidades microbianas, especialmente as que participam das transformações do nitrogênio. As parcelas experimentais foram divididas em colheita manual (PDTR) e colheita mecanizada (PD). Todos os demais manejos e tratos culturais foram iguais, isolando a influência do impacto do maquinário durante a colheita. Para a avaliação da microbiota realizamos análise da estrutura da comunidade (DGGE ou T-RFLP) e análise de abundância (qPCR) de bactérias, fungos, arquéias, e do ciclo do nitrogênio envolvendo os genes marcadores para a nitrificação (amoA - AOA e AOB), fixação de nitrogênio (nifH) e desnitrificação (nirK, nirS, nosZ clado I e II). Observamos apenas a diferença dos parâmetros físicos na camada superficial por meio da resistência a penetração. A alteração no perfil da comunidade de bactérias e arquéias mostra que ambas são responsivas ao tratamento com tráfego do maquinário. Em relação aos microrganismos envolvidos nas transformações de nitrogênio, AOA foi altamente responsiva ao impacto do tráfego agrícola em ambos os tipos de textura, mas teve diferença na abundância apenas no solo arenoso. O gene nifH apresentou diferença na diversidade em solo argiloso e diferença de abundância em solo arenoso. E por fim, sugerimos que o gene nosZ em subsuperfície pode indicar uma possível campactação antes dos parâmetros físicos do solo.In Brazil, sugarcane is the second most value of agricultural production. Lately, the harvest management in sugarcane fields has changed from manual harvesting methods with pre-harvest burns to mechanical harvests with green cane (unburnt harvest). The mechanized harvest brings many ambiental benefits. However, the intense traffic due to agricultural machines over the years is resulting in soil compaction. The purpose of this work was to evaluate how the physical effect of mechanized harvesting can interfere with the composition of soil microbial community, specially the microbial involved in the nitrogen cycle. Experimental plots were divided into manual harvest (PDTR) and mechanized harvest (PD). All aspects of crop management are the same, so we were able to study the impact of mechanical harvester traffic during the harvest in isolation. To evaluation of the microbiome we analyzed community structure (DGGE ou T-RFLP) along with their abundance (qPCR) for soil bacterial, fungal and archaeal, and microorganisms involved in the transformation of nitrogen that we used gene markers for nitrification (amoA - AOA and AOB), nitrogen fixation (nifH) and denitrification (nirK, nirS, nosZ clade I and II). We observed the difference between physical parameters only in topsoil by soil penetration resistance. Our results indicated structured community changes of bacterial and archaeal showed us that both are responsive to treatment of machinery traffic. Microorganisms involved in the nitrogen cycle, our results presented that AOA is highly responsive to the impact of agricultural traffic on both soil texture, but we observed the difference in abundance only in sandy soil. The nifH gene was different on community structure in clay soil and on abundance in sandy soil. Moreover, we suggest that nosZ gene could indicate a possible soil compaction before the physical parameters in a layer between 20 and 40 cm