Floresta atlântica do sul do Brasil : atividade e diversidade microbiológica do solo sob essências florestais leguminosas

Orientador : Prof. Dr. Renato MarquesCoorientadores : profª. Drª. Fátima Maria de Souza Moreira, Prof. Dr. Emanuel Maltempi de SouzaTese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Florestal. Defesa: Curitiba, 15/07/2016Inclui referênciasÁrea de concentração : Conservação da NaturezaResumo; A diversidade, a abundância e a dinâmica da microbiota do solo em florestas dependem, em grande parte, do processo de transformação da matéria orgânica do solo, cujas características dependem da vegetação florestal. Acredita-se que a presença de diferentes espécies florestais sobre o solo pode influenciar a BMS e a atividade microbiana; e entre outros, o processo de mineralização do N no solo. Os objetivos deste trabalho foram investigar as relações entre espécies arbóreas leguminosas (Andira anthelmia, Inga edulis, Inga striata, Pterocarpus rorhii) nativas da Floresta Atlântica do Sul do Brasil e parâmetros edáficos de natureza microbiológica. Avaliou-se C da biomassa microbiana (CBM) e N microbiano (Nmic), respiração basal do solo (RBS), quociente metabólico (qCO2) e a mineralização do nitrogênio; e caracterizou-se genotipicamente as comunidades microbianas do solo em áreas de regeneração natural em diferentes estágios sucessionais. A extração do CBM e Nmic foi realizada pelo método de irradiação-extração, a RBS por incubação das amostras com retenção de CO2 por NaOH e o qCO2 pela razão entre RBS e CBM; taxa de N mineralizado foi avaliada pelo método de incubação anaeróbica; e a diversidade de bactérias diazotróficas foi realizada pelo método de diluição seriada e cultivo em placa com os meios LGI, NFb e JNFb, purificação das colônias, amplificação e sequenciamento do 16S. Os resultados CBM e Nmic foram mais elevados no solo sob Inga edulis e Andira anthelmia; a RBS foi mais elevada no outono; qCO2 foi menor na primavera. Os valores de CBM e Nmic foram mais elevados no solo sob Inga edulis e Andira anthelmia; a RBS foi mais elevada no outono; qCO2 foi menor na primavera. Os valores de N mineralizado foram mais elevados nos solos sob I. edulis, assim como na camada superficial do solo e variaram conforme as estações do ano; indicando, assim, influência da espécies florestal, da profundidade de amostragem e das condições meteorológicas sobre a atividade microbiana. A caracterização genotípica mostrou que as bactérias encontradas pertencem aos filos Proteobacteria (90,4%), Firmicutes (4,8%) e Actinobacteria (4,8%). A maior diversidade de gêneros ocorreu nos solos sob A. anthelmia (14 gêneros); Burkholderia, Cupriavidus, Pseudomonas e Rhizobium foram mais frequentes, somando 37,5% da frequência total de gêneros; observou-se distinção das espécies florestais, com características como valores de pH, P, K, Ca e Mg agrupadas ao I. edulis; e, por fim, a distinção da floresta primária quanto as características químicas do solo. Assim, o estudo conclui que os fatores clima, espécies florestais e formação florestal podem influenciar o desenvolvimento e atividade microbiana do solo. Palavras-chave: Biomassa Microbiana do Solo, mineralização de N, bactérias diazotróficas, atividade microbiana e Fixação Biológica de Nitrogênio.Abstract: The diversity, abundance and dynamics of soil microbiota in forests depends to a large extent on the process of transformation of soil organic matter, the characteristics of which depend on forest vegetation. It is believed that the presence of different forest species on the soil can influence BMS and microbial activity; and among others, the process of N mineralization in the soil. The objectives of this work were to investigate the relationships between tree species (Andira anthelmia, Inga edulis, Inga striata, Pterocarpus rorhii) native to the Atlantic Forest of southern Brazil and edaphic parameters of a microbiological nature. It was evaluated the carbon of the microbial biomass (CMB) and microbial nitrogen (Nmic), basal respiration of the soil (BRS), metabolic quotient (qCO2) and the mineralization of the nitrogen; and the microbial communities of the soil were characterized genotypically in areas of natural regeneration in different successional stages. The extraction of the CMB and Nmic was carried out by the irradiation-extraction method, the BRS by incubation of the samples with retention of CO2 by NaOH and the qCO2 by the ratio between BRS and CMB; mineralized N rate was evaluated by anaerobic incubation method; and the diversity of diazotrophic bacteria was performed by the serial dilution method and plaque culture with the LGI, NFb and JNFb media, colonization purification, 16S amplification and sequencing. The CMB and Nmic results were higher in the soil under Inga edulis and Andira anthelmia; BRS was highest in the fall; qCO2 was lower in spring. The values of mineralized N were higher in the soils under I. edulis, as well as in the superficial layer of the soil and they varied according to the seasons of the year; indicating, therefore, the influence of the forest species, the depth of sampling and the meteorological conditions on the microbial activity. The genotypic characterization showed that the bacteria found belong to the phyla Proteobacteria (90,4%), Firmicutes (4,8%) and Actinobacteria (4,8%). The greatest diversity of genera occurred in soils under A. anthelmia; Burkholderia, Cupriavidus, Pseudomonas and Rhizobium were more frequent, accounting for 37.5% of the total frequency; was observed the distinction between forest species, with characteristics such as pH, P, K, Ca and Mg values grouped with I. edulis; and, finally, the distinction of the primary forest as the chemical characteristics of the soil. Thus, the study concludes that the factors climate, forest species and forest formation may influence the development and microbial activity of the soil. Key-words: Soil Microbial Biomass, mineralization of N, diazrotrofic bacterial, microbial activity and Biological Nitrogen Fixation