Anthropic Impacts on Microbiota and Chemical Properties of Cerrado Soil Through Soybean Cultivation

Abstract

Population growth and improved gross domestic product may increase food consumption. Soybean is the main source of protein, lipids and mineral salts for human and domestic animals’ foods. Brazil is responsible of most of the soybeans produced in the world. However, soybean production in Tocantins/Brazil state caused a decrease in the Cerrado’s biome. Therefore, the aim of this study was to evaluate the anthropic impact of planting of soybean on microbial and physical-chemical properties of Cerrado’s soil. Soil samples were collected in three soybean farms (SF) of the Tocantins/Brazil state. They were collected in the soybean field, in native vegetation field, and in anthropogenic fragmentation area in the dry and wet seasons. The diversity of arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) and nitrogen-fixing bacteria (NFB) were analyzed by denaturing gradient gel electrophoresis (DGGE). Regardless of the SF, physico-chemical indicators did not present significant differences between the seasons. The DGGE profiles of NFB and AMF genes were different between the soybean field and native vegetation field in both seasons. The viable cells counts and NFBs and AMFs diversity were influenced by the substitution of native vegetation for soybean. The increase of the agricultural production in Cerrado soil is worrisome, due to the endemic microorganisms that was observed in this study. In addition, anthropic action on the microbial community was more effective in the soybean field during the dry season, which showed the importance of maintaining an environmental reserve area within agricultural production units.

Estudo Sobre Os Impactos Ambientais No Solo Do Cerrado Provocados Pela Inserção Da Cultura Da Soja

“…A lâmina de precipitação observada ao longo do ciclo de desenvolvimento dessa cultura é, em média, 7 a 8 mm/dia [16]. Apesar, do período chuvoso nessa região ter início em outubro, a inserção da cultura da soja na região de estudo pode contribuir para um aumento da retirada de água dos corpos hídricos, uma vez que a precipitação observada entre maio e outubro não é suficiente para atingir a demanda hídrica da cultura (Figura 3).…”

“…Essa contagem também reduz em função da profundidade do solo. Esses resultados corroboram com aqueles obtidos por Henrique et al [16]. Segundo esses autores, a substituição da cobertura vegetal natural do solo por soja pode estar alterando os habitats microbianas nas regiões de Cerrado analisadas.…”

“…Esses microrganismos são os principais responsáveis pela fixação do nitrogênio [20]. De acordo com Henrique et al [16], a preservação desse microrganismo na área de plantio pode reduzir a necessidade de adubação nitrogenada.…”

“…O perfil de DGGE da comunidade de fungos, em ambos os contribuir para uma redução na quantidade células fúngicas [22] [23]. Uma comparação entre unidades de produção de soja localizadas em três distintos pontos do estado de Tocantins mostrou que a unidade de produção de Porto Nacional/TO tem uma maior taxa de endemismo com padrão de bandas dos genes de nifH e dos fungos micorrízicos arbusculares [14] [16]. Esses autores acrescentam que algumas bandas de DGGE presentes no talhão de plantio não foram observadas na área de reserva ambiental e o avanço da área de produção agrícola sobre o solo do Cerrado é preocupante devido a taxa de microrganismos endêmicos observados.…”

“…A quantificação e a diversidade dos microrganismos no solo dos corpos de prova foram determinadas, respectivamente, pela contagem de células microbianas viáveis e pela técnica de gradiente de desnaturação em gel de eletroforese (DGGE) conforme descrito em Henrique [14] e Henrique et. al., [16].…”