Assessment and kinetics of soil phosphatase in Brazilian Savanna systems

Abstract

The activity and kinetics of soil phosphatases are important indicators to evaluate soil quality in specific sites such as the Cerrado (Brazilian Savanna). This study aimed to determine the activity and kinetic parameters of soil phosphatase in Cerrado systems. Soil phosphatase activity was assessed in samples of native Cerrado (NC), no-tillage (NT), conventional tillage (CT) and pasture with Brachiaria brizantha (PBb) and evaluated with acetate buffer (AB), tris-HCl buffer (TB), modified universal buffer (MUB) and low MUB. The Michaelis-Menten equation and Eadie-Hofstee model were applied to obtain the kinetic parameters of soil phosphatase using different concentrations of p-nitrophenol phosphate (p-NPP). MUB showed the lowest soil phosphatase activity in all soils whereas AB in NC and NT presented the highest. Low MUB decreased interferences in the assessment of soil phosphatase activity when compared to MUB, suggesting that organic acids interfere on the soil phosphatase activity. In NC and NT, soil phosphatase activity performed with TB was similar to AB and low MUB. K m values from the Michaels-Menten equation were higher in NC than in NT, which indicate a lower affinity of phosphatase activity for the substrate in NC. V max values were also higher in NC than in NT. The Eadie-Hofstee model suggests that NC had more phosphatase isoforms than NT. The study showed that buffer type is of fundamental importance when assessing soil phosphatase activity in Cerrado soils.

Atividade e modelagem de fosfatase do solo como indicadores em agroecossistemas no cerrado

“…Os estudos de enzima do solo, no bioma Cerrado, têm sido realizados, mas ainda são incipientes para assegurar um volume de resultados na avaliação geral do funcionamento do solo (FERREIRA et al, 2016;VINHAL-FREITAS et al, 2013), quando comparados a resultados mais consolidados, como matéria orgânica e…”

“…As fosfatases alcalinas são produzidas preferencialmente pelos micro-organismos do solo, enquanto que ácidas podem ser produzidas tanto pelas plantas como pelos micro-organismos. A maioria dos estudos de fosfatases em solos é feito com as fosfatases ácidas (pH 6.5), incluído os solos do Cerrado (FERREIRA et al, 2016;VINHAL-FREITAS et al, 2013. No entanto, também existem muitos relatos com as fosfatases alcalinas no Cerrado (VINHAL-FREITAS et al, 2013).…”

“…Muitos são os fatores bioquímicos nos ensaios que interferem e regulam a atividade de fosfatase no solo, tais como o tampão, pH, temperatura, sais e metais (FERREIRA et al, 2016;HUANG;SHINDO 2000;TABATABAI, 1994 Embora se conheça muito pouco a despeito dos parâmetros cinéticos da atividade de fosfatase em solos tropicais, quantificar estes parâmetros pode ser de fundamental importância devido a relevância do fósforo nos ecossistemas. Além disso, a mensuração dos parâmetros cinéticos da fosfatase no solo, será importante para conhecer os mecanismos, o papel da enzima, sua resposta a concentração de metabólitos e os mecanismos de controle (HENRY, 2012;MARINARI et al, 2008;WANG et al, 2012).…”

“…Os ensaios da atividade de fosfatase foram determinados conforme procedimento descrito por Tabatabai e Bremner (1969) adaptado por Ferreira et al (2016) aos solos de Cerrado. Foi transferido 1 grama (1g) de solo fresco para tubo Falcon (50 mL) e adicionado 4 mL de tampão acetato (0.5M, pH 6.5).…”

“…É importante destacar para que ocorra as transformações de nitrogênio orgânico depende também de fontes transformáveis de P no solo. Muitos relatos têm mostrado que o P é um elemento limitante e essencial para a produtividade dos ecossistemas (CLEVELAND et al, 2002;FERREIRA et al, 2016). No presente trabalho, os resultados mostram que os Km de ambos os modelos tiveram uma alta correlação, principalmente com CBM e NBM.…”