Microbiological soil attributes of a pasture area with surplus irrigation of wastewater effluent

A irrigação de áreas agrícolas com efluentes de esgoto tratado (EET) é interessante e atrativa, quando realizada de forma controlada, pois além de possibilitar a liberação de recursos hídricos de melhor qualidade para outras atividades humanas, serve como uma forma de polimento dos efluentes provenientes do tratamento de esgoto por meio do filtro biológico constituído pelo sistema solo-planta. Entretanto, o reuso agrícola de efluentes é recente no Brasil e são poucos os estudos relacionados aos possíveis impactos dessa prática na qualidade dos solos tropicais. O presente estudo foi elaborado com o objetivo de avaliar o efeito de lâminas excedentes de irrigação de pastagem com capim Tifton, com efluente de esgoto tratado por 18 meses, na atividade microbiana, densidade de grupos funcionais, no potencial metabólico dos microrganismos e na estrutura da comunidade de bactérias oxidantes de amônio do solo. O experimento foi conduzido numa área de pastagem com capim-Bermuda Tifton 85 (Cynodon dactylon Pers. X C. niemfuensis Vanderyst) no município de Lins (SP), ao lado da estação de tratamento de esgoto operada pela Sabesp. Os tratamentos foram definidos a partir da lâmina de irrigação considerada adequada para a demanda hídrica da cultura (controle) e mais três lâminas com excesso de irrigação, sendo elas: 0% de excesso (controle), 25%, 50% e 100% de excesso de irrigação com efluente. Para avaliação do efeito do efluente sobre os atributos químicos e microbiológicos do solo, também foi avaliada uma área de pastagem de capim Tifton 85, localizada próxima à área experimental e não irrigada com efluente. A aplicação de lâminas excedentes de efluente de esgoto tratado durante um ano e meio promoveu alterações nas propriedades químicas e microbiológicas do solo. Quando as lâminas de irrigação foram avaliadas em conjunto com o efeito promovido pela precipitação, constatou-se redução da acidez ativa, dos teores de magnésio e potássio trocáveis e, aumento nos teores de cálcio e sódio trocáveis do solo. A colonização radicular do capim Tifton 85 por fungos micorrízicos arbusculares não foi afetada pela irrigação com lâminas excedentes de efluente de esgoto tratado, pelo período de 18 meses. A análise de curva de resposta principal possibilitou constatar que dos grupos funcionais de microrganismos avaliados, os amonificantes e os desnitrificantes foram os mais influenciados pelo excesso de irrigação com efluente e, a lâmina com 25% de excesso foi a que promoveu a menor variação nos grupos funcionais de microrganismos, em relação à lâmina controle. O potencial metabólico dos microrganismos foi estimulado pela irrigação com efluente, sendo que a lâminas excedente em até 100% não modificou significativamente o potencial metabólico da comunidade microbiana em relação à lâmina controle. As áreas irrigadas com efluente de esgoto tratado apresentam dominância de bactérias oxidantes de amônio do gênero Nitrosospira sp.Crop irrigation with treated sewage effluent (STE) is an interesting and attractive practice, when applied in a controlled manner, as well as it makes possible the release of water of better quality for other human activities and serves as a way to polish the STE through the \"biological filter\" comprising the soil-plant system. However, wastewater irrigation is a recent practice in Brazil and little is known about its effects on the quality of tropical soils. The aim of this work was to evaluate the effects of surplus irrigation with STE of a pasture area cultivated with BermudagrassTifton 85 for 18 months, on the microbial activity, functional groups of microorganisms, on the community-level physiological profile and on the community structure of ammonia oxidizing bacteria. The experiment was carried out at the municipal district of Lins, São Paulo State, close to the sewage treatment plant (STP), operated by Sabesp (Companhia de saneamento básico do Estado de São Paulo), cultivated with bermuda grass Tifton 85 (Cynodon dactylon Pers. X C. niemfuensis Vanderyst). The treatments were based on the amount of irrigation required for the adequate water amount necessity for this pasture grass, and other 3 surplus irrigation treatments, as follow: 0% of excess (control), 25%, 50% and 100% of excess of STE irrigation. Surplus STE pasture irrigation for 18 months changed soil chemical and microbiological parameters. The evaluation of surplus STE irrigation and also the precipitation effects decreased the soil pH and exchangeable magnesium and potassium, while it increased the exchangeable calcium and sodium. The root colonization of Bermudagrass by arbucular mycorrhizal fungi was not affected by surplus STE irrigation, after 18 months. The principal response curve analysis demonstrated that the functional groups of microorganisms: ammonifiers and denitrifiers, were the most affected by surplus STE irrigation. The treatment with 25% of surplus irrigation caused only minor variation on the functional groups of microorganisms, compared to the control irrigation. The soil microorganisms metabolic potential, evaluated by the kinetic of carbon substrates consumption, using Biolog Ecoplates, was stimulated by STE irrigation. Even 100% surplus STE irrigation did not cause a significant modification of the the microbial communities metabolic potential, when compared to the control STE irrigation. STE irrigated pasture areas presented dominance of the genus Nitrosospira, among ammonium oxidizing bacteria