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Universidade Federal de Mato Grosso

Faculdade de Agronomia, Medicina Veterinária e Zootecnia

Departamento de Fitotecnia e Fitossanidade

RELATÓRIO FINAL DE ATIVIDADES

ATRIBUTOS MICROBIOLÓGICOS DO SOLO EM SISTEMAS INTEGRADOS NA REGIÃO

NORTE DE MATO GROSSO

Pesquisador responsável:

Profa. Dra Daniela Tiago da Silva Campos - UFMT/FAMEV

Janeiro - 2015

Cuiabá-MT

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RELATÓRIO FINAL

Projeto Agrisus No: PA 1045-12

Título do projeto: Atributos microbiológicos do solo em sistemas integrados na região norte de

Mato Grosso

Interessado: Profa. Dra. Daniela Tiago da Silva Campos

Instituição: UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO, Avenida Fernando Correa da

Costa, Cuiabá, MT. Fone: (65) 3615-8606. E-mail: [email protected]

Local da Pesquisa: Experimental – Santa Carmen e Nova Canaã do Norte, MT. Análises –

UFMT/FAMEVZ, Laboratório de Microbiologia do Solo.

Valor financiado pela Fundação Agrisus: R$ 26.800,00

Vigência do Projeto: 04/09/12 a 30/12/14

RELATÓRIO FINAL DE ATIVIDADES

1. RESUMO

Os sistemas de integração são uma alternativa de conservação dos recursos naturais. A

integração Lavoura-Pecuária (ILP) tem como característica principal incluir culturas anuais e

pastagens em uma mesma área, com objetivos de aumentar os lucros, manter e ou melhorar os

atributos químicos, físicos e biológicos do solo. Além da ILP, os sistemas de produção que

integram agricultura, pecuária e floresta (ILPF) são práticas de manejo que também buscam

maximizar a utilização da área, integrando grandes culturas, como soja, milho e feijão, com

pastagem e espécies florestais. O objetivo principal deste trabalho foi monitorar dois sistemas

integrados, ILP e ILPF, e avaliar os atributos microbiológicos do solo, na região Norte de Mato

Grosso, durante os anos de 2013 e 2014. As variáveis microbiológicas analisadas isoladamente são

sensíveis às alterações em função do uso do solo e do tempo, e são bons indicadores de qualidade

do solo. A época de coleta influenciou os resultados microbiológicos. É possível inferir que os

sistemas integrados de produção beneficiam a microbiota do solo e o mesmo torna-se um ambiente

mais estável com o emprego dessas formas de manejo, uma vez que é possível evidenciar aporte de

carbono, diversidade e atividades continuas da microbiota após o encerramento das atividades de

integração, caso investigado na ILP, e em todas as direções e distâncias dentro do sistema,

verificado na ILPF. O sistema integrado de produção proporciona resiliência na estrutura e função

da microbiota do solo, sendo uma ferramenta de manejo menos impactante e com maior capacidade

de sustentabilidade do componente microbiológico.

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2. INTRODUÇÃO

O solo merece atenção para seus atributos, dentre eles a atividade biológica é fundamental

para seu equilíbrio, uma vez que esta é em parte responsável pelo processo de transformação

estrutural do solo (Spera et al., 2009), além da microbiota do solo ser a principal responsável pela

degradação de compostos orgânicos, ciclagem de nutrientes, respiração basal, produção primária e

fluxo de energia neste ambiente (Oliveira, 2006). Porém a biomassa microbiana e sua atividade têm

sido apontadas como as características mais sensíveis às alterações na qualidade do solo (Mercante

et al., 2008), causadas por mudanças de uso e práticas de manejo (Trannin et al., 2007; Cardoso et

al., 2009).

A qualidade do solo tem chamado atenção, e a quantificação de alterações nos seus

atributos, decorrentes da intensificação de sistemas de uso e manejo, têm sido amplamente

realizadas para monitorar a produção sustentável desses ambientes (Neves et al., 2007).

No estado de Mato Grosso, em especial a região Norte e Médio Norte, devido à exploração

agrícola e pecuária, com o uso intensivo do solo associado a manejos inadequados, levou à

degradação do mesmo, perda do potencial produtivo e elevados custos de produção, além de gerar

sérios problemas tanto econômicos como ambientais, e a necessidade de abertura de novas áreas na

região.

Frente a esta realidade, deve-se buscar alternativas viáveis para utilização sustentável dos

recursos naturais, baseadas em conservação de solo e ambiente, maximizando o uso de recursos e a

produção agropecuária. Nesse contexto, podem-se destacar práticas agropecuárias, tais como o

sistema de plantio direto na palha e a diversificação das atividades, por meio da integração Lavoura-

Pecuária (ILP) e integração Lavoura-Pecuária-Floresta (ILPF). A inclusão de pastagens e floresta

em áreas agrícolas pode ser uma ferramenta útil na recuperação de áreas degradadas, bem como um

meio para garantir a sustentabilidade deste sistema.

Esses sistemas de produção que integram agricultura e pecuária, bem como agricultura,

pecuária e floresta são práticas recentes empregadas no Estado de Mato Grosso, o qual é

responsável por uma das maiores produções agrícolas nacionais. Esses sistemas de manejo buscam

maximizar a utilização da área, integrando grandes culturas como, milho, soja e feijão, com

pastagem e floresta, as árvores são, geralmente, as utilizadas para reflorestamento, sendo elas o

eucalipto, mogno entre outras.

A integração de plantas e pecuária é uma estratégia de produção sustentável, que integra as

atividades agrícolas e pecuária, em uma mesma área, seja em cultivo consorciado, sucessão ou

rotacionado (Alvarenga et al., 2006), e que busca efeitos sinérgicos entre os componentes do

agroecossistema (Leite et al., 2010).

Para que os sistemas integrados sejam adotados em escala, a realização de pesquisas nas

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áreas já instaladas e a demonstração de resultados práticos aos produtores por meio de dias de

campo, palestras e publicações são indispensáveis para que os mesmos sejam incentivados e os

sistemas ganhem âmbito de áreas comerciais.

O objetivo principal deste trabalho foi monitorar dois sistemas integrados, ILP e ILPF, e

avaliar os atributos microbiológicos do solo, na região Norte de Mato Grosso, durante os anos de

2013 e 2014.

3. MATERIAL e MÉTODOS

3.1. Descrição das áreas de estudo

O trabalho foi desenvolvido com solos coletados na região Norte do estado de Mato Grosso,

nos municípios de Santa Carmem e Nova Canaã do Norte. Nos dois municípios estão implantadas

as Unidades de Referência Tecnológica (URT) da Embrapa Arroz e Feijão. No município de Santa

Carmem, a área está localizada na Fazenda Dona Isabina, e o sistema ILP foi estabelecido em

dezembro de 2006, atualmente está apenas com rotação da lavoura de soja e milho safrinha (2012

até o presente momento). A URT de Nova Canaã do Norte localiza-se na fazenda Gamada, com

sistema de ILPF estabelecido em dezembro de 2008, atualmente com implantação de pasto e

presença de gado na área, que serão mantidas por quatro anos consecutivos (2012-2016).

As áreas de estudo dos sistemas de ILP e ILPF foram georeferenciadas. A ILP eram

compostas de 6 piquetes de 20 hectares cada, de acordo com descrição apresentada na Tabela 1; a

ILPF está composta de 3 piquetes com presença de eucalipto, de 5 hectares cada, e a descrição está

apresentada na Tabela 2.

Tabela 1. Descrição da configuração dos tratamentos da ILP, URT Santa Carmem, MT.

Trat. Sistema Configuração anterior e atual do campo

01 ILP/ A Sucessão de ILP, que havia cultivo de soja na safra, milheto

consorciado com B. ruziziensis, na entressafra. Atualmente com

lavoura de soja e milho safrinha.

02 ILP/ B Sucessão de ILP, cultivo de arroz na safra, seguido de milho, sorgo

ou milheto consorciado com B. ruziziensis, na entressafra.

Atualmente com lavoura de soja e milho safrinha.

03 ILP/ C Sucessão de ILP, cultivo de soja na safra, milho consorciado com

B. ruziziensis, na entressafra. Atualmente com lavoura de soja e

milho safrinha.

04 ILP/ D Sucessão de ILP, cultivo de B. ruziziensis por 1 ano mais gado com

rotação de lavoura por 3 anos. Atualmente com lavoura de soja e

milho safrinha.

05 ILP/ E Sucessão de ILP, cultivo de B. ruziziensis por 1 ano + gado com

rotação de lavoura por 3 anos. Atualmente com lavoura de soja e

milho safrinha.

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06 Lavoura Monocultivo de soja (G. max (L.) sob manejo convencional.

07 Pastagem Pastagem com cultivo de B. brizantha, há 7 anos.

08 Mata

nativa

Mata nativa com caracteristica da região.

Tabela 2. Descrição dos tratamentos da ILPF, em Nova Canaã do Norte, MT.

Sistema Configuração

ILPF linha simples

de eucalipto

Faixa de 200 m de largura com povoamento de eucalipto (E.

urograndis), em linhas únicas de 250 m de comprimento separadas

entre si por 20 m, com plantio de soja (G. max) na safra, milho (Z.

mays) na safrinha e E. urograndis na entressafra, nas entrelinhas.

ILPF linha dupla de

eucalipto

Faixa de 200m de largura com povoamento de eucalipto (E.

urograndis) distribuídos em sub-faixas compostas por duas linhas

de 250 m de comprimento separadas entre si por 3 m, com distância

entre plantas de 2 m e distancia entre sub-faixas de 20m , com

plantio de soja (G. max) na safra, milho (Z. mays) na safrinha e B.

ruziziensis na entressafra, nas entrelinhas.

ILPF linha tripla

eucalipto

Faixa de 200 m de largura com povoamento de eucalipto (E.

urograndis) distribuídos em sub-faixas composta por três linhas de

250 m de comprimento separadas entre si por 3 m, com distância

entre plantas de 2 m e distância entre sub-faixas de 20 m, com

plantio de soja (G. max) na safra, milho (Z. mays) na safrinha e B.

ruziziensis na entressafra, nas entrelinhas.

Pasto Área anteriormente com plantio de soja (G. max) na safra, milho (Z.

mays) na safrinha e atualmente B. ruziziensis mantida por 3 anos.

Mata nativa Área com mata nativa característica da região.

3.2. Coleta dos solos

As amostragens de solo foram realizadas nos 2013 e 2014. As amostras de solo foram

deformadas e coletadas na profundidade de 0-20 cm.

Nas áreas de ILP foram coletadas 5 amostras compostas de 3 subamostras simples em

cada piquete. O mesmo procedimento foi realizado nas áreas de lavoura, pastagem e mata nativa.

Na ILPF o solo foi amostrado no sentido transversal às linhas do eucalipto, colhendo-se 5 amostras

compostas de 3 subamostras, sendo um os ponto a 0, 3, 6 e 10 m das árvores, de ambos os lado.

O solo coletado foi homogeneizado, disposto em sacos plásticos devidamente

identificados, acondicionados em caixas térmicas contendo gelo e transportados para ao Laboratório

de Microbiologia do Solo da Faculdade de Agronomia, Medicina Veterinária e Zootecnia, na

Universidade Federal de Mato Grosso, campus Cuiabá-MT, onde foram armazenados em câmara

fria à 4 °C até a execução das análises.

3.3. Atributos microbiológicos

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3.3.1. Quantificação do carbono da biomassa microbiana (CBM), respiração basal (RB) e

quociente metabólico (qMet)

O método utilizado para a quantificação do carbono da biomassa microbiana do solo foi

adaptado de Jenkinson e Powlson (1976) e realizado em quadruplicata para cada amostra que foi

retirada do campo.

Primeiramente, o solo teve a sua umidade corrigida para 60 % da capacidade de campo e em

seguida as amostras de 25 g foram acondicionadas em béqueres de 50 mL e duas replicatas foram

fumigadas e incubadas, e as outras duas foram incubadas sem fumigação.

Os frascos contendo as amostras a serem fumigadas foram colocados em dessecadores

contendo um béquer com 20 mL de clorofórmio. Os dessecadores, após terem a parede interna

recoberta com papel toalha umedecido com água, foram fechados com a utilização de vaselina,

submetidos a vácuo por 10 min e deixados em repouso em temperatura ambiente e no escuro por 48

h. Após esse período, os dessecadores foram abertos para aeração e eliminação do clorofórmio. Para

a retirada do clorofórmio, os dessecadores foram submetidos ao vácuo com bomba de ar por cerca

de 3 min.

Os frascos contendo as amostras não fumigadas também foram deixados em repouso no

escuro por 48 h em temperatura ambiente. Às amostras fumigadas foi adicionado 2 g do solo da

mesma amostra não-fumigada (reinoculação), seguindo-se a homogeneização delas. A seguir,

realizou-se a incubação das amostras em frascos herméticos de 280 mL, onde foi colocado um

frasco plástico contendo 20 mL de NaOH 0,5 mol L-1. Os frascos herméticos foram fechados

manualmente e vedados com parafilme.

Os potes foram incubados no escuro, a 25 ± 2 °C, por 5 dias. Para cada repetição, incubou-se

um frasco para testemunha (branco), mas com NaOH 0,5 mol L-1. Ao final do período de incubação,

o NaOH dos frascos das amostras fumigadas e não fumigadas foram titulados com HCl 0,3 mol L-1.

Para isso, em cada frasco de 20 mL de NaOH, adicionou-se 3 mL de solução saturada de BaCl2, e 3

gotas do indicador (fenolftaleína à 1 %), mantendo a solução sob agitação. O NaOH dos frascos

sem solo (branco) também foram titulados.

Após a titulação do NaOH, calculou-se a quantidade de RB liberada das amostras fumigadas

e não fumigadas, sendo obtido a respiração basal (RB) e estimado o carbono da biomassa

microbiana (CBM), quociente metabólico (qMet) e o estoque de carbono da biomassa microbiana.

Os cálculos foram efetuados segundo Alef e Nannipieri (1995) para CBM, RB e qMet, pelas

expressões abaixo:

𝐵𝑖𝑜𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 𝐶 = 𝐹𝑐

𝐾𝑐

Onde:

7

Biomassa C = Carbono da Biomassa Microbiana em µg C g solo-1

Fc = CO2-C evoluído da amostras de solo fumigado incubado durante o período de 0-10 dias

(7 neste experimento) - CO2-C evoluído da amostras de solo não fumigado incubado durante o

período de 0-10 dias (7 neste experimento)

Kc = Quociente de correção do solo, (0,45) conversão da biomassa morta e mineralizada

para CO2 durante os 5 dias de incubação (Jenkinson, 1988).

𝐶𝑂2 − 𝐶 =(𝑆 − 𝐵) ∙ 𝑀 ∙ 𝐸 ∙ 𝐴

𝐷𝑊

Onde:

CO2-C = Respiração basal do solo em µg CO2 g solo-1

S = Quantidade de ácido necessária, em mL, para titular o NaOH exposto nas amostras de

solo

B = Quantidade de ácido necessária, em mL, para titular o NaOH exposto nas amostras de

“branco”, sem solo

M = molaridade do HCl (0,3)

E = número atômico do Carbono (6)

A = volume do NaOH titulado (20 mL)

𝑞𝑀𝑒𝑡 = 𝐶𝑂2 − 𝐶

𝐵𝑖𝑜𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 𝐶

Onde:

qMet = Quociente metabólico em μg CO2 μg Cmic dia-1

CO2-C = Respiração basal do solo em µg CO2 g solo-1

Biomassa C = Carbono da Biomassa Microbiana em µg C g solo-1

3.3.2. Atividade enzimática

Para a determinação da atividade da uréase do solo utilizou-se a metodologia de Kandeler e

Gerber (1988), e para as atividades das enzimas β-glicosidase, fosfatase alcalina e ácida foram

utilizados os métodos descritos por Tabatabai e Bremner (1969), ambas as metodologias com

adaptações. Esses métodos baseiam-se na determinação colorimétrica das soluções resultantes da

ação destas enzimas quando o solo é incubado com solução tamponada de substratos específicos de

cada uma delas.

- Urease

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A atividade da uréase foi determinada a partir de substrato de ureia. Para tanto foram

pesados 0,5 g de solo em tubos para atividade enzimática próprios para centrífuga, em triplicata. A

essas amostras foram adicionados 0,25 ml de solução de uréia 0,1 mol L-1. Os tubos foram

rapidamente agitados em agitador tipo vórtex e então colocados em banho-maria por 1 hora a 37 ºC.

Após o período de incubação foram adicionados 5 mL de solução de KCl 1 M aos tubos que

foram posteriormente agitados em agitador orbital. Depois foram centrifugados a 4000 rpm por 10

minutos.

Do sobrenadante pós-centrifugação foram retirados 1 mL e então adicionados 2 ml da

solução colorimétrica (Kandeler e Gerber, 1988).

Três tubos sem solos passaram pelos mesmos procedimentos para servirem de amostras

testemunhas (brancos).

Após 1 hora em repouso foi feita a leitura em espectrofotômetro digital a 690 nm de

absorbância e os resultados das leituras em cada amostra foram determinados com base na curva de

calibração. A curva foi determinada a partir da solução estoque de 1.000 mg mL-1 de N-NH4. A

partir dessa solução foram ser retiradas alíquotas de 0 a 5 mL de solução e diluídas em 5 a 0 mL de

água destilada separadamente, obtendo-se assim 6 pontos da curva de calibração.

Os resultados da atividade da urease foram calculados de acordo com o mesmo autor e a

equação é apresentada abaixo:

𝑁 − 𝑁𝐻4 (𝑚𝑔 𝑁 − 𝑁𝐻4 𝑔 𝑠𝑜𝑙𝑜−1) = 𝐶 ∙ 𝑣 ∙ 10

𝑑𝑤𝑡

Onde:

N – NH4: atividade enzimática da uréase em mg N – NH4 g solo-1

C = Concentração obtida a partir da leitura em espectrofotômetro e plotada na equação do

gráfico da curva de calibração

v = volume total da suspensão do solo (7,75 mL)

dwt = peso de solo seco utilizado (g)

- β-glicosidase

O substrato utilizado na reação desta enzima foi o p-nitrofenil-β-D-glucopiranosídeo 0,05

mol L-1 e uma solução tampão estoque universal modificada (MUB estoque) preparada para uma

solução MUB pH 6 a partir de 200 mL de MUB estoque, para 1000 mL de solução, corrigindo o pH

com HCl 0,1 mol L-1.

Amostras de 0,5 g solo foram colocadas em tubos de ensaio separadamente, utilizando três

repetições para cada tratamento. Em seguida foram adicionados 2 mL de MUB pH 6 e 0,5 mL de p-

nitrofenil 0,05 M em todos os frascos. Os tubos de ensaio foram fechados e incubados a 37 °C por

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uma hora. Após incubação foram adicionados 0,5 mL CaCl2, 2 mL solução extratora e Tris-

Hydroxymetyl-Amino-Metano (THAM pH 12) e 1 mL de água destilada. Procedeu-se em seguida à

filtragem em papel filtro Whatman n° 02.



A intensidade da coloração amarela do filtrado foi determinada em espectrofotômetro a 400

nm de absorbância. A quantidade de p-nitrofenol formada em cada amostra foi determinada com

base em curva padrão preparada com concentrações conhecidas de p-nitrofenol (0, 1, 2, 3, 4, 5 mg

de

p-nitrofenol para solução em total de 5 mL, completados com água destilada).

- Fosfatase alcalina e acida

O substrato utilizado na reação de ambas as enzimas foi o p-nitrofenil fosfato 0,05 mol L-1

em uma solução tampão universal estoque modificada (MUB estoque) preparada para uma solução

MUB pH 11 para a fosfatase alcalina e pH 6,5 para a fosfatase ácida, obtidas a partir da titulação de

200 mL MUB estoque, para 1000 mL solução, com adição de NaOH 0,1 mol L-1 e HCl 0,1 mol L-1

para regulação do pH, respectivamente.

Amostras de 0,5 g solo foram colocadas em tubos de ensaio separadamente, utilizando três

repetições e um controle, composto por todos os reagentes exceto o solo, para cada enzima. Em

seguida foram adicionados 2 mL de MUB, com pH respectivo para cada fosfatase, em todos os

frascos e 0,5 mL de p-nitrofenil 0,05 mol L-1.

Os tubos de ensaio foram fechados e incubados a 37 °C por uma hora e então levados a

agitação por mais uma hora. Após incubação e agitação, foram adicionados 0,5 mL CaCl2 0,5 mol

L-1, 2 mL NaOH 0,5 mol L-1 e 1 mL de água destilada, procedendo em seguida à filtragem em papel

filtro Whatman n° 02. A intensidade da coloração amarela do filtrado foi determinada em

espectrofotômetro a 400 nm de absorbância.



A quantidade de p-nitrofenol formada em cada amostra foi determinada com base em curva

padrão preparada com concentrações conhecidas de p-nitrofenol (0, 1, 2, 3, 4, 5, mg de p-nitrofenol

em total de 5 mL, completos com água destilada).

Os resultados das atividades das enzimas β-glicosidase, fosfatase alcalina e ácida foram

calculados de acordo com a equação de Tabatabai e Bremner (1969) e Eivazi e Tabatabai (1977)

apresentada abaixo:

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𝑝 − 𝑁𝑖𝑡𝑟𝑜𝑝ℎ𝑒𝑛𝑜𝑙 (𝜇𝑔 𝑝 − 𝑛𝑖𝑡𝑟𝑜𝑓𝑒𝑛𝑜𝑙 ℎ−1 𝑔 𝑠𝑜𝑙𝑜 𝑠𝑒𝑐𝑜−1) = 𝐶 ∙ 𝑣

𝑑𝑤𝑡 ∙ 𝑆𝑊 ∙ 𝑡

Onde:

C = Concentração obtida a partir da leitura em espectrofotômetro e plotada na equação do

gráfico da curva de calibração

v = volume total da suspensão do solo (mL)

dwt = peso de solo seco utilizado (g)

SW = peso da quantidade de solo utilizado (0,5 g)

t = tempo de incubação em horas (1)

* Enumeração de micro-organismos do solo

Para a enumeração da comunidade microbiana heterotrófica e aeróbica do solo foi utilizado

o método da diluição seriada e plaqueamento spread plate em meio seletivo (Wollum, 1982). Foram

tomadas amostras de 10 g de solo para execução da metodologia, a partir dessa amostra foi

realizada diluição seriada até 10-5. Após a homogeneização, com auxílio de pipetador automático,

foram distribuídos 200 μL de cada diluição sobre o meio agarizado e uniformizado com o auxílio da

alça de Drigalski. As placas, de 9 cm de diâmetro, foram incubadas invertidas a 28 ± 2 ºC.

3.3.3. Enumeração total de micro-organismos: bactérias, fungos, actinomicetos e degradadores

de celulose

Para a quantificação dos micro-organismos foram utilizados os meios Ágar Nutriente (AN,

fosfato de sódio bibásico - 2 g; cloreto de sódio - 3 g; extrato de carne - 3 g; peptona bacteriológica

- 5 g; Agar - 16 g; água destilada - 1000 mL; pH – 6,5 - 7), Batata Dextrose Ágar (BDA, batata -

200 g; dextrose - 20 g; ágar - 16 g; estreptomicina - 10 mg; água destilada - 1000 mL; pH – 5,6 –

5,8), Extrato de Solo (ES, extrato de solo - 20 g em 100 mL água destilada; glicose – 1 g; fosfato de

potássio bibásico - 0,5 g; nitrato de potássio - 0,1 g; Agar – 15 g; água destilada - 1000 mL; pH -

6,5 - 7) e meio celulolítico (Carboximethyl celulose – 5 g; Nitrato de Amônio – 1 g; Solução Salina

(0,85%) – 50 mL; Extrato de Solo – 950 mL; Ágar – 15 g; água destilada – 1000 mL; pH – 6,5 – 7).

A avaliação foi realizada 24 h, 48 h, 7 e 7 dias após incubação, respectivamente, contando-se, a

olho nu, o número de unidades formadoras de colônias presentes em cada placa.

Foram utilizadas três placas para cada diluição, e consideradas para cálculos apenas as

diluições cujas placas tinham entre 30 e 300 colônias.

Os valores obtidos a partir da contagem direta das colônias foram calculados para unidades

formadoras de colônias por mililitro de acordo com o cálculo abaixo:

𝑁° 𝑈𝐹𝐶 (𝑈𝐹𝐶 𝑔 𝑠𝑜𝑙𝑜−1) = 𝑎 ∙ 10𝑏

𝑐

11

Onde:

a = número de unidade formadoras de colônia quantificadas visualmente

b = expoente da diluição que apresentou colônias entre o número de 30 e 300

c = alíquota de amostra inoculada nas placas (mL)

3.4. Análise estatística dos dados

Os dados foram aplicados ao teste de médias ANOVA e após submetidos a estatística

descritiva, esta foi computada pelo software ASSISTAT® (versão 7.6 beta).

4. RESULTADOS e DISCUSSÃO

4.1. Atributos microbiológicos em solos sob integração Lavoura-Pecuária

Observaram-se respostas diferenciadas nos resultados dos atributos microbiológicos nos

diferentes sistemas e épocas avaliados, levado em consideração a média dos valores apresentados na

tabela de estatística descritiva (Tabela 4).

Em 2013 os maiores valores de CBM foram encontrados no sistema de ILP D, já em 2014

foram a ILP A e a mata. Na respiração basal (RB) os dados seguiram os mesmos resultados do

CBM, não houve diferenças significativas entre os sistemas no ano de 2013, diferentemente de

2014, em que nos sistemas ILP A, ILP C e mata nativa observaram-se os maiores valores (Tabela

4).

O elevado teor de CBM apresentado pela ILP D em 2013, pode ser explicado devido a

quantidade de culturas anuais nesta área. Neste contexto, ao longo do histórico da ILP D, essa área

sempre esteve com três culturas diferentes ao longo de cada ano agrícola, essa diversificação de

culturas em uma mesma área, proporcionaram diferentes fontes de exsudatos liberados e bem como

diferentes fontes de matéria orgânica para serem metabolizados e decompostos pela microbiota do

solo. Com isso aumentou a fonte de carbono, o que pode ter favorecido o desenvolvimento da

biomassa microbiana do solo.

Ainda neste mesmo contexto, os resultados diferem quanto aos sistemas, onde os maiores

valores do CBM foram obtidos na ILP D em 2013 e na ILP A e na mata nativa em 2014,

diferentemente aos de Martins et al. (2011) obtidos na ILP B em 2009. Tais resultados demonstram

que o sistema ILP proporcionou modificações positivas neste atributo do solo, onde se mantém

semelhantes e até mesmo maiores do que a mata nativa.

Além disso, a taxa de respiração basal do solo, para Tótola e Chaer (2002), também está

relacionada com a maior atividade biológica, a qual é diretamente proporcional à fração de carbono

lábil no solo.

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Tabela 4. Estatística descritiva de dados microbiológicos do solo sob integração Lavoura-Pecuária, Fazenda Santa Isabina, Santa Carmen, Mato

Grosso, para dois anos de avaliação, na profundidade de 0-20 cm.

Tratamentos Coletas Variáveis CBM RB qMet

Bactérias

Totais

Fungos

Totais Actinomicetos Celulolíticos Urease

Β-

glicosidase

Fosfatase

alcalina

Fosfatase

ácida

µg C g solo-1 µg CO2 g solo-1 % UFCs g solo-1 UFCs g solo-1 UFCs g solo-1 UFCs g solo-1 N-NH4 mg-1

solo seco

µg p-nitrofenol

h-1 g solo

µg p-nitrofenol

h-1 g solo

µg p-nitrofenol

h-1 g solo

ILP A

2013

Média 40,3 256,3 6,5 1,45E+06 4,02E+04 1,36E+06 1,38E+06 440,5 116,4 46,7 117,8

Mediana 37,8 268,7 7,1 1,45E+06 4,70E+04 1,40E+06 1,44E+06 441,5 116,4 47,0 117,8

Mínimo 37,8 183,7 4,1 1,43E+06 2,45E+04 1,20E+06 1,26E+06 419,5 115,6 44,2 111,4

Máximo 45,4 316,3 8,4 1,47E+06 4,90E+04 1,49E+06 1,45E+06 460,4 117,2 48,8 124,2

Desvio Padrão 4,4 67,2 2,2 2,25E+04 1,36E+04 1,46E+05 1,09E+05 20,5 0,8 2,3 6,4

CV % 10,8 26,2 34,1 1,6 33,9 10,7 7,9 4,6 0,7 5,0 5,5

2014

Média 304,6 357,7 5,4 1,27E+06 3,80E+04 1,41E+06 1,12E+06 361,2 171,5 248,5 198,0

Mediana 800,5 403,2 0,5 9,70E+05 1,95E+04 1,28E+06 4,75E+05 203,8 280,8 654,4 326,9

Mínimo 769,1 397,9 0,5 9,45E+05 1,80E+04 1,13E+06 4,75E+05 203,5 279,0 572,1 288,4

Máximo 838,1 488,0 0,6 9,80E+05 2,65E+04 1,34E+06 4,90E+05 204,1 283,8 669,6 352,0


CV % 11,3 14,1 0,8 1,4 11,9 7,5 0,8 0,1 1,4 21,1 16,2

ILP B

2013

Média 196,5 178,0 0,9 1,38E+06 5,45E+04 1,14E+06 1,31E+06 409,0 123,9 171,7 100,0

Mediana 196,5 176,9 0,9 1,40E+06 5,35E+04 1,15E+06 1,33E+06 410,1 124,2 172,0 100,3

Mínimo 181,4 163,3 0,8 1,35E+06 5,20E+04 1,12E+06 1,21E+06 381,8 117,2 138,9 68,1

Máximo 211,7 193,9 1,0 1,40E+06 5,80E+04 1,16E+06 1,38E+06 435,2 130,4 204,2 131,6


CV % 7,7 8,6 8,0 2,2 5,7 2,1 6,5 6,5 5,4 19,0 31,7

2014

Média 250,7 133,8 0,7 1,26E+06 4,70E+04 1,10E+06 9,07E+05 339,9 161,5 394,9 146,1

Mediana 347,1 66,7 0,2 9,60E+05 3,00E+04 1,05E+06 1,40E+05 202,8 237,0 679,0 228,2

Mínimo 202,5 30,7 0,1 9,40E+05 2,45E+04 1,03E+06 1,35E+05 202,7 232,7 621,6 197,8

Máximo 358,9 79,7 0,3 9,85E+05 3,10E+04 1,11E+06 1,80E+05 202,8 250,0 808,4 238,5


CV % 34,8 19,0 18,6 1,8 7,4 3,6 2,7 0,0 5,6 24,2 14,5

ILP C 2013

Média 93,2 210,9 2,4 1,14E+06 2,77E+04 8,97E+05 1,08E+06 361,9 123,2 168,1 108,0

Mediana 90,7 197,3 2,2 1,12E+06 2,80E+04 9,00E+05 1,09E+06 366,0 123,4 168,4 107,7

Mínimo 75,6 183,7 1,6 1,10E+06 2,60E+04 8,55E+05 1,04E+06 350,3 105,5 127,9 107,7

Máximo 113,4 251,7 3,3 1,20E+06 2,90E+04 9,35E+05 1,11E+06 369,2 140,6 207,9 108,6


CV % 20,4 17,1 36,7 4,9 5,5 4,5 3,1 2,8 14,3 23,8 0,5

13

2014

Média 248,7 277,4 2,1 1,23E+06 3,10E+04 1,06E+06 9,45E+05 307,6 170,9 377,2 190,4

Mediana 724,5 396,1 0,6 1,37E+06 3,40E+04 1,34E+06 6,45E+05 203,2 273,6 835,4 421,2

Mínimo 579,7 383,2 0,5 1,33E+06 2,95E+04 1,20E+06 5,90E+05 203,2 266,6 791,3 355,0

Máximo 740,4 416,5 0,7 1,39E+06 3,60E+04 1,44E+06 9,65E+05 203,6 285,1 885,0 422,5


CV % 35,6 6,1 3,0 2,5 10,7 11,2 21,4 0,1 5,5 12,4 20,3

ILP D

2013

Média 733,2 229,0 0,3 1,46E+06 2,37E+04 1,04E+06 1,26E+06 261,2 108,3 97,3 127,9

Mediana 763,5 234,7 0,3 1,48E+06 2,40E+04 1,03E+06 1,24E+06 262,3 108,6 93,0 127,9

Mínimo 657,6 214,3 0,3 1,40E+06 2,10E+04 9,95E+05 1,23E+06 246,5 107,0 84,7 105,8

Máximo 778,6 238,1 0,4 1,49E+06 2,60E+04 1,08E+06 1,31E+06 274,9 109,4 114,1 150,0


CV % 9,0 5,6 13,9 3,3 10,6 4,1 3,7 5,4 1,1 15,6 17,3

2014

Média 621,9 191,5 0,3 1,19E+06 2,28E+04 9,43E+05 9,43E+05 236,6 147,2 259,4 125,9

Mediana 446,7 133,0 0,3 6,95E+05 1,70E+04 6,10E+05 3,05E+05 200,7 214,1 661,3 144,0

Mínimo 444,6 101,6 0,2 6,75E+05 1,60E+04 5,95E+05 2,95E+05 200,7 208,7 600,5 126,2

Máximo 470,0 149,2 0,3 7,15E+05 1,85E+04 7,20E+05 3,40E+05 201,1 225,4 765,1 150,8


CV % 2,3 12,6 17,6 1,7 5,5 7,2 2,5 0,1 5,8 32,1 10,1

ILP E

2013

Média 143,6 159,9 1,2 8,42E+05 2,97E+04 1,29E+06 7,98E+05 346,1 110,7 77,0 80,1

Mediana 143,6 163,3 1,1 8,45E+05 2,90E+04 1,31E+06 8,10E+05 334,6 110,9 77,3 80,1

Mínimo 113,4 149,7 0,9 8,25E+05 2,80E+04 1,26E+06 7,70E+05 331,5 107,8 74,6 75,5

Máximo 173,9 166,7 1,5 8,55E+05 3,20E+04 1,32E+06 8,15E+05 372,3 113,3 79,2 84,7


CV % 21,1 5,6 26,4 1,8 7,0 2,6 3,1 6,6 2,5 3,0 5,7

2014

Média 100,2 172,6 2,3 6,58E+05 2,52E+04 1,30E+06 6,13E+05 303,5 151,2 221,7 99,5

Mediana 174,1 213,6 1,5 3,15E+05 1,85E+04 1,33E+06 2,10E+05 203,6 236,9 628,3 155,8

Mínimo 43,6 187,8 1,1 3,05E+05 1,55E+04 1,32E+06 2,05E+05 203,1 232,6 511,2 133,7

Máximo 202,9 266,1 4,3 3,85E+05 1,95E+04 1,34E+06 2,60E+05 203,6 239,7 703,5 181,1


CV % 84,8 23,1 76,3 6,6 8,3 1,0 5,0 0,1 2,4 43,7 23,8

Sucessão

2013

Média 264,6 183,7 0,7 8,75E+05 1,87E+04 6,60E+05 3,18E+05 435,2 114,1 60,8 131,6

Mediana 279,7 187,1 0,7 8,90E+05 1,80E+04 6,60E+05 3,20E+05 435,2 114,1 60,8 131,6

Mínimo 226,8 159,9 0,6 8,16E+05 1,80E+04 6,30E+05 2,90E+05 397,5 113,3 59,9 125,1

Máximo 287,2 204,1 0,8 9,20E+05 2,00E+04 6,90E+05 3,45E+05 473,0 114,8 61,7 138,0


CV % 12,5 12,1 18,1 6,1 6,2 4,5 8,7 8,7 0,7 1,5 4,9

2014

Média 247,8 166,5 0,7 8,95E+05 1,68E+04 7,22E+05 3,25E+05 373,8 149,9 255,3 176,8

Mediana 229,3 108,3 0,5 9,55E+05 1,65E+04 8,45E+05 3,65E+05 213,2 223,3 644,3 290,2

Mínimo 60,8 46,2 0,3 9,50E+05 1,25E+04 8,15E+05 3,10E+05 213,2 221,5 578,0 267,4

Máximo 471,3 128,3 0,8 9,70E+05 1,80E+04 9,80E+05 4,20E+05 213,8 230,4 721,6 294,5

14


CV % 83,3 25,7 36,6 1,2 16,9 12,2 16,9 0,1 3,2 28,2 8,3

Mata nativa

2013

Média 199,1 231,3 1,2 1,37E+06 2,78E+04 1,12E+06 9,50E+05 419,5 127,1 62,3 184,0

Mediana 196,5 238,1 1,2 1,36E+06 2,85E+04 1,13E+06 9,70E+05 419,5 127,3 62,6 184,0

Mínimo 181,4 214,3 1,0 1,32E+06 2,60E+04 1,06E+06 9,00E+05 397,5 118,0 59,9 159,2

Máximo 219,2 241,5 1,3 1,43E+06 2,90E+04 1,17E+06 9,80E+05 441,5 135,9 64,5 208,8


CV % 9,6 6,4 15,3 3,9 5,8 4,8 4,6 5,2 7,1 3,7 13,5

2014

Média 382,8 296,1 1,0 1,28E+06 2,43E+04 8,65E+05 8,02E+05 360,6 195,6 440,1 289,6

Mediana 772,3 443,4 0,6 1,15E+06 1,85E+04 4,20E+05 5,90E+05 220,7 314,5 1196,1 500,9

Mínimo 770,5 408,6 0,5 1,15E+06 1,70E+04 4,05E+05 5,35E+05 220,3 308,0 1156,9 492,7

Máximo 785,2 501,8 0,6 1,21E+06 1,95E+04 4,65E+05 6,30E+05 220,7 332,9 1233,1 509,3


CV % 2,1 15,9 6,0 2,8 5,2 3,6 5,9 0,1 6,6 8,7 2,9

15

Ao comparar diferentes biomassas microbianas, quanto a sua eficiência, Insam e Domsch

(1988) consideram que a biomassa mais eficiente é aquela que perde menos carbono na respiração e

incorpora mais à suas células. Assim, neste estudo, o sistema de ILP D se destacou, por ter

incorporado maior quantidade de CBM e perdido menos pela respiração basal do solo.

O qMet foi maior na ILP A em 2013, no ano seguinte, não houve diferença significativas

entre os sistemas (Tabela 4). Na RB do solo, foram notadas diferenças significativas entre os

sistemas somente em 2014, onde os sistemas ILP A, ILP C e a mata nativa apresentaram os maiores

valores. Apesar de estes sistemas terem perdido muito carbono na forma de respiração, quando

analisando o CBM é possível observar que houve incorporação elevada, o que pode estar associado

à quantidade e a qualidade dos substratos disponíveis.

A ILP A em 2013, apresentou elevado valor de qMet, que pode estar relacionado a uma

condição de estresse, uma vez que, nesta área, foi mantido por 2 anos consecutivos o cultivo de

pastagem (marandu), assim como ocorreu com a ILP C, acarretando um aumento de CO2 liberado

por unidade de biomassa.

A qualidade do substrato disponível para decomposição é outro fator a ser considerado, uma

vez que, compostos muito lignificados, a sua decomposição é mais lenta e, desta forma, a

microbiota têm um elevado gasto energético para degradar esse produto, até à sua incorporação

(Santos, 2005).

A população cultivável de bactérias, fungos, actinomicetos e micro-organismos celulolíticos

do solo foram variáveis entre os sistemas (Tabela 4).

A população de bactérias foi maior na ILP A, ILP B e na mata, não diferindo entre si no ano

de 2012. Sendo alterado esse resultado em 2014, onde por sua vez a ILP C, se destacou dos demais

sistemas.

Os sistemas que favoreceram o crescimento bacteriano do solo foram a ILP A, ILP B e a

mata, em 2013, e a ILP C em 2014, provavelmente estimulado pelas culturas, que exercem

influências diretas sobre as comunidades bacterianas. Quanto maior o aporte de matéria orgânica,

diversificada em compostos, maior será a diversidade de espécies microbianas (Garcia et al., 1997).

A população de fungos foi favorecida pela ILP B em 2013, onde teve o maior número dessa

população. Em 2014, esse resultado se mantém com o adicional da ILP C que também propiciou a

população de fungos.

A comunidade de fungos do solo é menor quando comparado com as de bactérias em

unidade de células (Siqueira e Franco, 1988), corroborando com os obtidos neste trabalho. Para

Perez et al. (2004), porém, a condição da mata, onde há uma diversidade na deposição de resíduos

orgânicos, maior quantidade de raízes e de água retida no solo, estimulam a comunidade microbiana

16

do solo. A comunidade de fungos tende a ser maior em solos em condição de mata nativa do que em

solos agrícolas que sofrem perturbações.

O que não foi observado no presente estudo, pois em geral os solos sob ILP, favoreceram o

crescimento microbiano. Isso se deve ao aporte de matéria orgânica, ao não revolvimento do solo e

a diversificação de culturas em uma mesma área. O que seria o ideal ao se pensar em

sustentabilidade das práticas agrícolas.

Essa preocupação com a sustentabilidade se deve ao fato de que a perda da biodiversidade

gera não somente impactos ecológicos, mas também sociais e econômicos, uma vez que o

desequilíbrio ecológico tende a se compensar de alguma forma e, geralmente, mais drástica e

dispendiosa.

A população de actinomicetos foi maior na ILP A em 2013. Em 2014, foram os sistemas

ILP C e ILP E, que apresentaram a maior quantidade de actinomicetos, diferindo dos demais

sistemas, quando avaliados dentro de cada época.

Dentro dos processos biogeoquímicos, os actinomicetos desempenham um papel

fundamental na decomposição de compostos orgânicos e resíduos agrícolas, remediação,

solubilização, entre outros (Groth et al., 1999). Os actinomicetos são bactérias Gram positivas, que

em geral, seu desenvolvimento sofre maior influência do manejo e das culturas, quando comparado

com as demais bactérias e os fungos. Devido o crescimento lento e a baixa capacidade competitiva

desses micro-organismos, por não conseguirem se predominar em substratos orgânicos, onde outros

micro-organismos apresentam capacidade de colonização mais rápida (Siqueira e Franco, 1988;

Pereira et al., 1999).

Na ILP A em 2013 e na ILP C em 2014, foram obtidos os maiores valores de micro-

organismos celulolíticos.

A elevada quantidade de micro-organimos celulolíticos na ILP A em 2013 e na ILP C 2014,

pode ser atribuída aos resultados observados para bactérias, os quais foram similares nos mesmos

sistemas. Isso por que, o meio de cultura utilizado para enumeração de micro-organismos

celulolíticos, favorece o crescimento de bactérias, actinomicetos e fungos, sem distinção. Apenas

classifica-os quanto à degradação da celulose.

Neste sentido, os resultados das populações de bactérias corroboram com os dos micro-

organismos celulolíticos e actinomicetos, sendo possível inferir, que o tipo de comunidade

predominante de micro-organismos celulolíticos está mais associado a bactérias do que a fungos.

Apesar dos fungos também serem notados como positivos a degradação da celulose, mas não foram

predominantes neste estudo, quanto às bactérias.

Os micro-organismos do solo são responsáveis por processos que têm influência direta ou

indiretamente na produtividade e sustentabilidade dos ecossistemas terrestres. O método de

17

contagem desses micro-organismos, apesar de ser visto com ressalvas, ajuda a entender os

processos que nele ocorrem, uma vez que, aliando com outros atributos, serve como indicador do

impacto de diferentes atividades antrópicas (Previati et al., 2012).

A atividade das enzimas urease, β-glicosidase, fosfatase alcalina e ácida do solo

apresentaram teores variáveis entre os sistemas e épocas avaliados (Tabela 4).

A urease respondeu de forma diferente das demais enzimas, com resultados maiores em

2013 se comparados com 2014, para todos os sistemas avaliados. Em 2012, a ILP A, ILP B, mata e

a sucessão, apresentaram os maiores valores desta enzima. Em 2013 os sistemas não diferiram

significativamente entre si. A atividade da urease respondeu de forma homogênea nos sistemas

avaliados em 2013 e 2014, com exceção da ILP C, ILP D e ILP E, que diferiram entre si e dos

demais sistemas, apresentando os menores valores em 2012. Quanto às épocas, essa enzima teve os

maiores valores em 2013 em todos os sistemas, respondendo diferentemente das demais enzimas,

nas quais, os maiores valores foram observados em 2014 nos sistemas.

Essa variação das épocas nos fornece informações da ação do ambiente sobre a atividade das

enzimas. Resultados semelhantes foram observados por Matsuoka (2006), onde a urease respondeu

de forma diferenciada nas épocas de amostragem.

A β-glicosidase apresentou uma maior produção em 2014 para todos os sistemas, quando

comparados com 2013. Nesta enzima não houve diferenças significativas entre os sistemas em

2013. Em 2014 a mata nativa destacando-se com maior atividade desta mesma enzima.

Em geral a produção de enzimas extracelulares pela microbiota, ocorre quando o carbono

solúvel, nitrogênio e outros nutrientes estão escassos (Koch, 1985). Isso por que, quando um

nutriente está disponível no solo, não há necessidade da célula microbiana gastar energia para

assimilá-lo, uma vez que já está disponível (Wallenstein e Weintraub, 2008).

Neste contexto, os sistemas de integração que mais se aproximaram da mata nativa, foram a

ILP A e ILP C, quanto a atividade da β-glicosidase do solo. Este resultado demonstra mais uma vez,

a capacidade da ILP em melhorar os atributos microbiológicos, sobretudo, a atividade da enzima β-

glicosidase.

Em 2013, considerando a atividade da fosfatase alcalina, os sistemas ILP B e ILP C,

demonstraram os maiores valores desta enzima. A fosfatase alcalina teve respostas diferentes em

2013, quando comparadas com a fosfatase ácida, onde a ILP B e ILP C notaram valores mais altos

que os da mata nativa. O pH e a qualidade da matéria orgânica nessas ILP podem ter favorecido

este resultado.

Em 2014, teve resultados diferentes dos encontrados em 2013, onde a fosfatase alcalina foi

maior na mata nativa. Quando analisando as épocas, em 2014 apresentou os maiores valores desta

18

enzima em todos os sistemas, evidenciando o efeito do ambiente e do manejo do solo sobre a ação

desta enzima. A ILP C foi a que mais se aproximou do resultado da mata nativa.

Este resultado discrepante das enzimas, entre 2013 e 2014, apresentados no sistema de mata

nativa, pode ser pelo fato desta área não ser homogênea, na questão das culturas, ao contrário, ela

apresenta uma diversidade de espécies vegetais, além de outros fatores como pH do solo e umidade,

os quais, favorecem a heterogeneidade de resultados entre épocas.

Para a fosfatase ácida, em 2013, a mata nativa apresentou a maior atividade diferindo dos

demais sistemas. Essa mesma observação de destaque da mata nativa ocorreu em 2014, porém com

valores maiores se comparado com o ano anterior.

A fosfatase ácida teve a maior atividade no sistema de mata nativa, como observado na β-

glicosidase. Os demais sistemas em 2013 apresentaram resultados homogêneos, que não diferiram

estatisticamente. Em 2014, a ILP C foi a que mais se aproximou da mata nativa. Estes resultados

encontram-se de acordo com os vários trabalhos apresentados em literatura, onde a maior atividade

da fosfatase ácida foi apresentada na vegetação nativa sob diferentes solos (Carneiro et al., 1999;

Matsuoka, 2006).

4.2. Atributos microbiológicos em solos sob integração Lavoura-Pecuária-Floresta

Os atributos microbiológicos em solos sob os diferentes sistemas de integração Lavoura-

Pecuária-Floresta (ILPF) avaliados e as áreas utilizadas como comparativo, Pasto e Mata nativa,

apresentou-se de forma diferente em cada um dos anos de investigação, levado em consideração a

média dos valores apresentados na tabela de estatística descritiva (Tabela 5).

Os resultados foram apresentados em médias a partir da investigação nas diferentes

distâncias da planta perene, uma vez que não foram obtidas diferenças significativas no teste de

médias ANOVA, bem como com relação às direções avaliadas.

As variáveis relacionadas ao carbono, sendo elas o carbono da biomassa microbiana (CBM),

respiração basal (RB) e quociente metabólico (qMet) são apresentadas na Tabela 5.

Observa-se que os sistemas de ILPF linha simples e dupla de eucalipto, e na área de

pastagem não diferem significativamente nos anos de 2013 e 2014 para o CBM, porém o sistema de

ILPF linha tripla e mata nativa apresentam valores maiores no primeiro ano de avaliação (2013). Na

área de mata nativa é possível observar valor 4 vezes maior no ano de 2013 comparado ao ano de

2014.

19

Tabela 5. Estatística descritiva de dados microbiológicos do solo sob integração Lavoura-Pecuária-Floresta, Fazenda Gamada, Nova Canaã do Norte,

Mato Grosso, para dois anos de avaliação, na profundidade de 0-20 cm.

Tratamentos Coletas Variáveis CBM RB qMet

Bactérias

Totais

Fungos

Totais Actinomicetos Celulolíticos Urease

Β-

glicosidase

Fosfatase

alcalina

Fosfatase

ácida

µg C g solo-1 µg CO2 g solo-1 % UFCs g solo-1 UFCs g solo-1 UFCs g solo-1 UFCs g solo-1 N-NH4 mg-1g

solo seco

µg p-nitrofenol

h-1 g solo

µg p-nitrofenol

h-1 g solo

µg p-nitrofenol

h-1 g solo

Eucalipto

simples

2013

Média 598,3 574,5 2,1 3,8E+05 7,4E+04 7,4E+05 6,3E+05 62,5 396,8 45,6 63,9

Mediana 506,7 516,0 1,0 3,4E+05 6,8E+04 7,6E+05 6,7E+05 49,2 355,5 47,0 65,6

Mínimo 53,3 144,0 0,3 2,6E+05 3,2E+04 3,5E+04 2,4E+05 1,0 213,4 24,6 50,5

Máximo 1973,3 1512,0 9,9 6,4E+05 1,3E+05 1,5E+06 1,2E+06 211,2 990,4 67,0 67,5


CV % 86,8 54,9 107,0 27,7 36,7 48,4 48,9 58,4 36,2 27,4 6,4

2014

Média 593,6 303,5 1,8 2,0E+05 6,5E+03 2,5E+05 3,4E+05 9540,8 46,1 33,5 48,1

Mediana 472,9 315,6 0,5 8,3E+04 5,0E+03 1,7E+05 1,2E+05 8453,1 44,6 30,4 44,1

Mínimo 39,1 -70,4 -0,1 2,8E+04 0,0E+00 1,0E+04 8,3E+03 402,3 37,3 22,7 27,3

Máximo 1675,4 546,6 12,6 1,2E+06 3,2E+04 1,4E+06 1,5E+06 18686,9 62,5 71,6 81,2


CV % 78,3 56,8 155,2 129,5 115,7 116,2 124,8 42,4 15,8 29,7 26,5

Eucalipto

duplo

2013

Média 496,7 514,5 2,7 5,8E+05 7,3E+04 9,2E+05 9,7E+05 62,5 391,8 63,7 62,0

Mediana 266,7 444,0 1,9 4,4E+05 6,8E+04 9,0E+05 1,0E+06 61,1 402,2 64,0 63,7

Mínimo 53,3 24,0 0,0 2,1E+05 3,1E+04 4,1E+05 3,6E+05 34,9 117,8 32,9 51,7

Máximo 3200,0 1752,0 16,2 1,4E+06 1,5E+05 1,5E+06 1,5E+06 92,8 702,9 102,3 75,3


CV % 140,4 70,9 110,9 68,2 43,6 40,0 42,6 35,2 31,0 28,0 10,2

2014

Média 508,2 352,3 2,2 2,1E+05 7,8E+03 3,4E+05 3,3E+05 6805,6 41,2 42,0 44,0

Mediana 328,2 314,7 0,7 8,7E+04 5,0E+03 3,5E+05 1,6E+05 6198,4 38,7 30,8 42,5

Mínimo 20,4 142,2 0,2 1,3E+04 0,0E+00 5,0E+03 5,0E+03 615,9 33,4 22,8 30,6

Máximo 2363,8 1211,9 12,6 1,1E+06 3,0E+04 5,9E+05 1,1E+06 19799,3 71,1 225,0 83,0


CV % 106,1 61,1 135,7 124,8 90,9 57,4 103,4 86,4 19,7 92,8 22,8

Eucalipto

triplo 2013

Média 695,0 705,4 2,0 3,2E+05 5,4E+04 5,4E+05 6,8E+05 77,4 343,6 68,2 50,4

Mediana 466,7 582,0 1,4 2,8E+05 5,7E+04 5,7E+05 6,1E+05 61,8 303,4 67,1 47,3

Mínimo 26,7 192,0 0,4 1,6E+05 2,5E+04 2,0E+05 3,7E+05 44,5 125,7 27,6 41,5

Máximo 5493,3 3096,0 14,0 5,8E+05 7,8E+04 9,0E+05 1,1E+06 154,8 684,8 111,6 69,8


20

CV % 135,3 72,0 132,2 37,6 31,2 41,7 30,9 45,1 42,7 29,4 15,8

2014

Média 499,6 407,9 2,0 1,5E+05 7,7E+03 1,2E+05 1,4E+05 11089,1 44,7 31,5 40,7

Mediana 353,0 399,0 1,0 9,5E+04 1,0E+04 2,0E+04 2,0E+04 9915,6 42,6 28,3 38,0

Mínimo 40,1 55,7 0,1 0,0E+00 0,0E+00 3,3E+03 0,0E+00 4332,8 32,4 18,5 30,0

Máximo 1326,2 675,0 14,4 5,6E+05 2,0E+04 5,5E+05 6,0E+05 15893,4 71,4 58,4 66,8


CV % 74,1 37,6 140,9 103,9 66,5 137,5 153,8 30,2 23,6 33,8 22,6

Pasto

2013

Média 140,0 480,0 7,5 1,6E+05 2,3E+04 2,4E+05 1,8E+05 53,3 337,3 56,9 41,1

Mediana 133,3 480,0 6,2 1,6E+05 2,3E+04 2,4E+05 1,8E+05 53,8 333,8 56,9 40,4

Mínimo 26,7 288,0 1,4 1,5E+05 2,1E+04 2,1E+05 1,6E+05 49,6 327,9 42,4 39,3

Máximo 266,7 672,0 16,2 1,7E+05 2,4E+04 2,7E+05 1,9E+05 56,1 353,9 71,5 44,2


CV % 74,2 29,6 81,4 4,7 5,8 9,2 8,1 4,5 3,1 18,4 4,7

2014

Média 171,5 383,8 3,1 1,1E+05 1,1E+04 7,4E+04 4,2E+04 13133,2 60,5 25,7 36,2

Mediana 132,7 418,6 2,6 1,1E+05 1,3E+04 2,6E+04 4,3E+04 13121,6 60,2 24,7 35,8

Mínimo 75,3 240,6 1,3 5,0E+04 1,7E+03 2,0E+04 0,0E+00 13001,6 49,6 23,0 34,8

Máximo 345,3 457,4 6,1 1,7E+05 1,8E+04 2,2E+05 8,3E+04 13287,9 71,8 30,4 38,4


CV % 61,6 22,4 62,6 39,2 56,7 119,1 74,3 0,8 14,0 11,2 3,7

Mata nativa

2013

Média 2600,0 573,0 1,2 2,3E+05 6,9E+04 3,2E+05 1,6E+05 29,2 342,6 43,7 72,7

Mediana 600,0 594,0 1,0 2,3E+05 6,8E+04 3,2E+05 1,6E+05 28,6 352,2 43,7 72,2

Mínimo 266,7 372,0 0,0 1,9E+05 6,5E+04 3,1E+05 1,5E+05 26,6 269,4 35,6 71,3

Máximo 8933,3 732,0 2,7 2,6E+05 7,4E+04 3,3E+05 1,8E+05 33,1 396,6 51,8 74,9


CV % 143,0 26,2 83,8 11,2 5,1 1,7 5,6 8,4 13,8 13,4 1,9

2014

Média 547,6 350,7 1,4 3,1E+04 1,3E+04 1,8E+04 2,7E+04 9871,3 36,7 27,2 40,1

Mediana 462,7 338,3 0,7 1,8E+04 1,3E+04 1,8E+04 2,8E+04 9903,7 37,7 24,5 37,2

Mínimo 136,9 171,8 0,2 0,0E+00 0,0E+00 5,0E+03 1,5E+04 9126,6 30,3 21,2 30,6

Máximo 1128,0 554,5 4,0 9,0E+04 2,5E+04 3,0E+04 3,7E+04 10551,3 41,2 38,6 55,1


CV % 67,3 41,3 110,7 114,0 73,3 60,3 35,6 5,8 11,0 25,0 24,1

21

De acordo com a literatura os teores de CBM podem ser alterados durante o ano, e diversos

estudos realizados no Brasil constataram diferenças no teor de CBM entre épocas de amostragem,

principalmente em função do ciclo das plantas, da adição de resíduos vegetais, da pluviosidade e da

temperatura (Anderson e Domsch, 1993; Brandão Junior et al., 2008). Com relação a essa afirmação

e investigação das condições climáticas, o ano de 2013 apresentou o dobro dos índices de

pluviosidade comparados ao ano seguinte, 2014.

O RB apresentou-se maior no ano de 2013 para todos os sistemas de ILPF e para mata

nativa, sendo que apenas o sistema de pastagem permaneceu com valores próximos entre os dois

anos.

A respiração basal apresenta a capacidade de metabolização da matéria orgânica do solo por

parte da microbiota, bem como seu comportamento na decomposição da mesma (Mesquita, 2005).

Esta pode ser atribuída tanto a uma decomposição de matéria orgânica do solo de uma grande

reserva de substratos, como de uma pequena reserva decorrente, por exemplo, da mobilização do

solo, dessa forma altas taxas podem indicar tanto um distúrbio ecológico como um alto nível de

produtividade do ecossistema (Moltocaro, 2007). Dessa forma, apesar do CBM apresentar valores

semelhantes em ambos os anos, pode-se afirmar que a atividade da microbiota foi maior no ano de

2013 comparado ao ano de 2014.

Para o qMet os sistemas de ILPF linha simples e área sob pasto apresentaram atividade

metabólica significativamente maior no primeiro ano de avaliação, entretanto os sistemas de ILPF

linha dupla e tripla e a mata nativa, não observou-se diferenças significativas entre os anos.

O qMet indica a eficiência da biomassa microbiana em utilizar o carbono disponível para

biossíntese (Saviozzi et al., 2002). Porém, Ocio e Brookes (1990) afirmam que a partir da

substituição da cobertura vegetal ocorre decomposição mais acelerada dos resíduos vegetais, o que

aumenta o quociente metabólico, confirmando o observado na Tabela 5, onde o sistema com maior

diferenciação da mata nativa, ou seja, com menor diversidade vegetal, área de pasto apresentou

maior qMet.

Os valores de qMet para a área de pasto foi o dobro maior em 2013 comparado a 2014, e em

ambos os anos destacou-se frente aos demais sistemas avaliados, sendo até 3 vezes maior.

A enumeração de micro-organismos viáveis totais para bactérias, fungos, actinomicetos e

celulolíticos são apresentados na Tabela 5.

De acordo com a literatura a o método de contagem de micro-organismos, apesar de ser

visto com ressalvas, ajuda a entender os processos que nele ocorrem, uma vez que, aliando com

outros atributos, serve como indicador do impacto de diferentes atividades antrópicas (Previati et

al., 2012).

22

Com relação à afirmação acima, além do impacto direto das atividades antrópicas, ou seja,

manejo e uso do solo, o fator climático também é um grande influenciador da comunidade

microbiana. Dessa forma observa-se que todos os sistemas foram beneficiados com a maior

pluviosidade observada em 2013, onde os 4 grupos de micro-organismos enumerados destacaram-se

neste ano. As exceções forma para a ILPF linha simples e pasto na enumeração de bactérias, ILPF

linha dupla na enumeração de fungos, os quais não apresentaram alterações significativas em ambos

os anos.

As atividades enzimáticas avaliadas estão relacionadas às enzimas urease, Β-glicosidase e as

fosfatases alcalina e ácida (Tabela 5).

A atividade da urease, relacionada ao ciclo do nitrogênio, surpreende nos valores

encontrados, onde, ao contrario das demais, apresenta índices de atividade muito maior para o ano

de 2014 em todos os sistemas avaliados. A atividade dessa enzima está até 100 vezes maior no

segundo ano de avaliação e a área de pasto destaca-se frente às demais.

Alguns trabalhos que realizam comparações entre sistemas de plantio direto e convencional

justificam a atividade da urease superior no sistema plantio direto. O resultado é atribuído aos

maiores teores de matéria orgânica em plantio direto, o que estimula a atividade microbiana do solo

(Van den Bosshe et al., 2008; Lisboa et al., 2012). Esta hipótese pode ser aceita uma vez que a

pluviosidade foi muito superior no primeiro ano, o que pode ter gerado um acúmulo de matéria

orgânica maior na superfície do solo sobre todos os sistemas, levando a maior atividade desta

enzima no segundo ano.

Os sistemas apresentaram um comportamento similar para as atividades da Β-glicosidase.

Os valores encontrados no primeiro ano de avaliação foram maior comparado ao segundo ano,

porém similares entre si. Destaca-se a atividade dessa enzima no sistema de ILPF linha simples para

ambos os anos.

A enzima β-glicosidase é uma das mais comuns encontradas no solo, ela atua na etapa final

do processo de decomposição da celulose. Essa enzima é responsável pela hidrólise dos resíduos de

celobiose formando o açúcar simples B-D-glucose, ou seja, libera glicose como fonte de energia

para os micro-organismos (Tabatabai, 1994; Makoi e Ndakidemi, 2008).

A atividade das fosfatases seja ela alcalina ou ácida, esta diretamente relacionada ao ciclo do

P, e é dependente das condições de pH que o solo apresenta. Apesar disso, foram encontrados

resultados similares para ambas às enzimas e em todos os sistemas avaliados. A diferença

significativa observada está em relação ao período da coleta, onde no primeiro ano obteve-se a

maior atividade.

Autores relatam a indução de produção desta enzima, pelos micro-organismos, na baixa

disponibilidade de P no solo, o que pode justificar a semelhança nos sistemas, o que sugere não

23

haver falta deste nutriente. Assim não há necessidade da célula microbiana gastar energia para

assimilá-lo, uma vez que já está disponível (Wallenstein e Weintraub, 2008; Gomide et al., 2011).

Os ensaios enzimáticos oferecem vantagens quanto à sensibilidade, especificidade e

facilidade. Isso por que respondem rapidamente a perturbações no solo, o que é interessante para o

monitoramento da dinâmica espacial e temporal da atividade microbiana e investigações na

ciclagem de nutrientes mediados por esta (Sinsabaugh, 1994).

As enzimas apresentam grande importância para os solos, pois grande parte das

transformações bioquímicas que ocorrem neste ambiente é dependente ou relacionada à presença de

enzimas e a avaliação de suas atividades pode ser útil para indicar se um solo está desempenhando

adequadamente os processos que estão intimamente ligados a sua qualidade (Reis Junior e Mendes,

2009).

5. CONCLUSÃO

1. Os sistemas integrados de produção beneficiam a microbiota do solo;

2. O solo torna-se um ambiente mais estável com o emprego dessas formas de manejo;

3. É possível evidenciar aporte de carbono, diversidade e atividades continuas da microbiota

após o encerramento das atividades de integração, caso investigado na ILP, e em todas as direções e

distâncias dentro do sistema, verificado na ILPF.

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MEC Ministério da Educação, ABEAS; Lavras: ESAL, FAEPE, 1988. 236p.

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MEC Ministério da Educação, ABEAS; Lavras: ESAL, FAEPE, 1988. 236p.

SPERA, S. T.; SANTOS, H. P. dos; FONTANELI, R. S.; TOMMM, G. O. Integração lavoura e

pecuária e os atributos físicos de solo manejado sob sistema plantio direto. Revista Brasileira de

Ciência do Solo, v. 33, p.130, 2009.

TABATABAI, M. A.; BREMNER, J. M. Use of p-nitrophenyl phosphate for assay of soil

phosphatase activity. Soil Biology and Biochemistry, v. 1, p. 301-307, 1969.

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Society of America, p.775-833, 1994.

TÓTOLA, M. R.; CHAER, G. M. Microrganismos e processos microbiológicos como

indicadores da qualidade do solo. In: ALVAREZ ,V. V. H.; SCHAEFER, C. E. G. R.; BARROS,

N. F. de; MELLO, J. W. V. de; COSTA, L. M. da. Tópicos em ciência do solo. Viçosa, MG:

Sociedade Brasileira de Ciência do Solo. 2002. p. 195-276.

TRANNIN, I.C.B.; SIQUEIRA, J.O.; MOREIRA, F.M.S. Características biológicas do solo

indicadoras de qualidade após dois anos de aplicação de biossólido industrial e cultivo de milho.

Revista Brasileira de Ciência do Solo, v.31, p.1173-1184, 2007.

VAN DEN BOSSCHE, A.; DE BOLLE, S.; DE NEVE, S.; HOFMAN, G. Effect of tillage intensity

on N mineralization of different crop residues in a temperate climate. Soil and Tillage Research, v.

103, p. 316-324, 2008.

WALLENSTEIN, M. D.; WEINTRAUB, M. N. Emerging tools for measuring and modeling the in

situ activity of soil extracellular enzymes. Soil Biology and Biochemistry, v. 40, p. 2098-2106,

2008.

7. DESCRIÇÃO DAS DIFICULDADES E MEDIDAS CORRETIVAS

Algumas dificuldades foram encontradas no momento da coleta dos solos, uma vez que

devemos primeiramente realizar os gastos e depois solicitar a restituição dos mesmos. Mas tudo foi

sanado da melhor forma. As secretárias da Fealq/Agrisus são muito eficientes e cooperam para que

tudo dê certo no final.

8. RELATÓRIO PRÁTICO

Os sistemas de integração apresentam resultados muito estáveis ao longo do tempo. O solo

torna-se um ambiente mais estável com o emprego dessas formas de manejo, uma vez que é

possível evidenciar aporte de carbono, diversidade e atividades continuas da microbiota após o

encerramento das atividades de integração, caso investigado na ILP, e em todas as direções e

distâncias dentro do sistema, verificado na ILPF.

27

Essas áreas não tomam resultados exorbitantes, porém são capazes de manter as

características e atividades da microbiota do solo, o que favorece diretamente a sustentabilidade e

qualidade do sistema.

Os resultados observados nos sistemas integrados são, sempre, muito similares às áreas de

mata utilizadas para comparação, e maiores que os observados para os sistemas de sucessão, rotação

e manejo usualmente adotados na região. Por outro lado, é possível verificar uma alta sensibilidade

da microbiota com relação às mudanças climáticas, o que, mais uma vez, os sistemas e integração

parecem minimizar esses impactos.

9. COMPENSAÇÕES OFERECIDAS À FUNDAÇÃO AGRISUS

A maior compensação oferecida à Fundação Agrisus vem em forma da produção científica,

formação de bancos de dados e aperfeiçoamento de profissionais das áreas de ciências agrárias e

afins, que é alcançada pelos integrantes do projeto.

Dentre elas tem-se a publicação de artigos, participação em congressos nacionais e

internacionais, e dias de campo que são realizados pelos professores e pesquisadores da UFMT,

campus de Cuiabá e Sinop, MT e pela Embrapa. Por outro lado, o banco de dados pode ser utilizado

pelos órgãos competentes para a tomada de decisão quando ao melhor manejo, com relação aos

atributos e sustentabilidade dos sistemas.

No âmbito da formação profissional, o presente projeto forneceu subsídios para a execução

do trabalhos de conclusão de curso para alunos de graduação em agronomia, realização de duas

dissertações de mestrado e duas teses de doutorado, com um doutorado sanduíche no exterior, além

de subsidiar diversos projetos de iniciação científica, nas modalidades PIBIC e VIC.

_______________________________________________________

Profa. Dra. Daniela Tiago da Silva Campos

Cuiabá, 10 de Janeiro de 2015.

28

10. ANEXOS

10.1 TRABALHOS PUBLICADOS

Resumos publicados em anais de congressos

1. MALHEIROS, C. H. ; STIEVEN, A.C. ; SANTOS, J.O. ; ALMEIDA, L. S. ; CAMPOS, D.

T. S. ; OLIVEIRA, L. A. . Indicadores microbiológicos em diferentes sistemas de manejo do

solo na Amazônia Meridional. In: 5 Congresso sobre a Diversidade Microbiana da

Amazônia, 2014, Manaus, AM. 5 Congresso sobre a Diversidade Microbiana da Amazônia,

2014.

2. SANTOS, J.O. ; OLIVEIRA, D.A. ; STIEVEN, A. C. ; WRUCK, F.J. ; CAMPOS, D. T. S. .

Impact of integrated crop-livestock system in arbuscular mycorrhizal fungi's inoculum

potential. In: 5th Congress of European Microbiologists, 2013, Leipzig. 5th Congress of

European Microbiologists, 2013.

3. Silva, B. de M. ; SOUSA, H. M. ; CORREA, A. R. ; OLIVEIRA, S. S. ; CAMPOS, D. T. S.

; WRUCK, F. de J. . População microbiana total em solos submetidos a diferentes sistemas

de cultivo. In: XXXIV Congresso Brasileiro de Ciência do Solo, 2013, Florianópolis SC.

Ciência do Solo: Para quê e para quem?. Florianópolis: Epagri e SBCS, 2013. v. 4.

4. SOUSA, H. M. ; CORREA, A. R. ; Silva, B. de M. ; OLIVEIRA, S. S. ; CAMPOS, D. T. S.

; WRUCK, F. de J. . Atividade enzimática do solo em diferentes sistemas. In: XXXIV

Congresso Brasileiro de Ciência do Solo, 2013, Florianópolis SC. Ciência do Solo: Para quê

e para quem?. Florianópolis: Epagri e SBCS, 2013. v. 4.

5. STIEVEN, A. C. ; SOUSA, H. M. ; WRUCK, F. de J. ; CAMPOS, D. T. S. ; COUTO, E. G.

. β-glicosidase em solo sob sistema de integração Lavoura-Pecuária-Floresta. In: XXXIV

Congresso Brasileiro de Ciência do Solo, 2013, Florianópolis SC. Ciência do Solo: Para quê

e para quem?. Florianópolis: Epagri e SBCS, 2013. v. 4.

6. STIEVEN, A. C. ; SOUSA, H. M. ; WRUCK, F.J. ; CAMPOS, D. T. S. ; COUTO, E. G. .

Β-glicosidase em solo sob sistema de integração lavoura-pecuária-floresta. In: XXXIV

Congresso Brasileiro de Ciência do solo, 2013, Florianópolis, SC. XXXIV Congresso

Brasileiro de Ciência do Solo, 2013.

7. STIEVEN, A. C. ; CAMPOS, D. T. S. ; COUTO, E. G. . Integração Lavoura-Pecuária-

Floresta: Avaliação da Comunidade Microbiana e Relação C/N da Biomassa do Solo. In: V

Semana Acadêmica / VI Mostra de Pós-Graduação, 2014, Cuiabá, MT. V Semana

Acadêmica / VI Mostra de Pós-Graduação, 2014.

8. STIEVEN, A. C. Uso de métodos microbiológicos para análise de solo. 2013. (Apresentação

de Trabalho/Outra).

9. STIEVEN, A.C. ; MEURER, K. ; CAMPOS, D. T. S. ; COUTO, E. G. ; JUNGKUNST, H. .

Germany x Brazil: GHG and microbiology - a comparative of soil under country - specific

legume cultivation. First Global Soil Biodiversity Conference, Dijon, França. 2014.

(Apresentação de Trabalho/Congresso).

10. STIEVEN, A.C. ; MEURER, K. ; CAMPOS, D. T. S. ; WRUCK, F.J. ; COUTO, E. G. ;

JUNGKUNST, H. . Agroforestry systems in the north of mato Grosso (Brazil): The

microbiological dynamic in the soil. 2014. (Apresentação de Trabalho/Congresso).

11. STIEVEN, A.C. ; MEURER, K. ; CAMPOS, D. T. S. ; MALHEIROS, C. H. ; COUTO, E.

G. ; JUNGKUNST, H. . Bacteria and Fungi Number in German Soils under four Different

http://lattes.cnpq.br/9325411594216293









29

Land Use. In: XXII Congreso Latinoamericano de Microbiología y 4 Congreso Colombiano

de Microbiología, 2014, Cartagena de Indias, Colombia. XXII Congreso Latinoamericano

de Microbiología y 4 Congreso Colombiano de Microbiología, 2014.

Artigo publicado

STIEVEN, A.C. ; OLIVEIRA, D.A. ; SANTOS, J.O. ; WRUCK, F.J. ; CAMPOS, D.T.S. . Impacts

of integrated crop-livestock-forest on microbiological indicators of soil. Agrária (Recife. Online), v.

9, p. 53-58, 2014.

universidade federal de mato grosso faculdade de agronomia ... · cuiabá-mt . 2 relatÓrio final...

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