Evaluation of methodologies for monitoring soil quality

O uso de indicadores biológicos para avaliar alterações na qualidade solo tem sido proposto, pois estes atributos possuem sensibilidade de responder rapidamente às modificações que ocorrem no ambiente. O objetivo deste trabalho foi avaliar metodologias para o monitoramento da qualidade do solo através de indicadores biológicos. Na primeira parte do trabalho foram avaliados solos sob cultivo em três locais, onde foram coletadas amostras na profundidade de 0-10 cm de áreas sob vegetação nativa e áreas cultivadas em duas épocas do ano. A biomassa microbiana foi determinada usando os métodos da Fumigação-Incubação, Fumigação-Extração e Respiração Induzida por Substrato. Foi ainda avaliada a atividade microbiana do solo por meio da respiração basal, N-mineralizado, atividade da desidrogenase, hidrólise do diacetato de fluoresecína (DAF) e a diversidade funcional com a utilização de placas BiologECO. De maneira geral a biomassa, respiração e hidrólise DAF mostraram-se sensíveis em detectar diferenças entre as áreas, enquanto o N mineralizado e a atividade da desidrogenase foram mais variáveis, não apresentando diferença estatística entre algumas áreas avaliadas. A diversidade funcional, representada pelo índice de Shannon aplicada aos resultados do BiologECO, na maioria dos locais não apresentou diferença significativa entre as áreas avaliadas nas duas amostragens. A visualização das diferenças entre as áreas ficou mais evidente quando todos os atributos avaliados foram representados juntos em gráficos radiais e quando foi calculado um índice biológico de qualidade integrando todos eles. No segundo estudo foi desenvolvido um novo protocolo para extração do proteoma do solo. Foi utilizado um solo contaminado com altas concentrações de cobre e remediado pelas adições de matéria orgânica e calcário dolomítico. O protocolo desenvolvido foi relativamente eficiente para extrair as proteínas do solo e também da solução do solo. Após a separação das proteínas por eletroforese de gel bidimensional foi possível visualizar diferenças no perfil protéico entre os diferentes tratamentos avaliados, indicando o potencial da proteômica em estudos de monitoramento de áreas contaminadas, assim como para avaliar a eficácia de tratamentos de remediação. No entanto, para que esta técnica seja efetivamente utilizada em estudos de monitoramento é necessário um estudo correlacionando a concentração do metal com a quantidade e expressão de proteínas.The use of biological indicators to evaluate changes in soil quality has been proposed, because these attributes have sensitivity to respond quickly to changes occurring in the environment. The aim of this study was to evaluate methods for monitoring soil quality by biological indicators. In the first part of the study were evaluated in cropped soils under three locations. Samples were collected at depth of 0-10 cm areas under native vegetation and cultivated areas in two periods of the year. Microbial biomass was determined using the methods of fumigation-incubation, fumigation-extraction and substrate induced respiration. It was also evaluated the microbial activity of soil through respiration, mineralized-N, dehydrogenase activity, Fluorescein diacetate hydrolysis (FDA) and functional diversity with the use of BiologECO plates. In general the biomass, respiration and hydrolysis FDA were sensitive in detecting differences between areas, while the mineralized-N and dehydrogenase activity were more variable, with no significant difference between some areas evaluated. The functional diversity, represented by the Shannon index applied to the results of BiologECO, showed no significant difference between the areas assessed in two samples in most of the sites. The view of the differences between the areas became more evident when all attributes were represented together in radial graphs and when it was calculated an index of biological quality integrating them all. In the second study it was developed a new method for extraction of the proteome of the soil. It was used a soil contaminated with high concentrations of copper and remedied by additions of organic matter and lime. The protocol developed was relatively efficient way to extract the proteins from the soil and also soil solution. After separation of proteins by two-dimensional gel electrophoresis was possible to visualize differences in protein profiles between different treatments, indicating the potential of proteomics in studies monitoring of contaminated areas, as well as to evaluate the efficacy of treatments for remediation. However for this technique is effectively used in monitoring studies requires a study correlating the concentration of the metal with the quantity and protein expression