Dinâmica do tiametoxam em plintossolo sob aplicação de biochar e seu efeito sobre as propriedades microbianas do solo
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Data de Publicação: | 2019 |
Tipo de documento: | Tese |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UFMT |
Texto Completo: | http://ri.ufmt.br/handle/1/5059 |
Resumo: | Thiamethoxam is an agriculturally effective insecticide, its high mobility and persistence cannot result in groundwater contamination and adhesion in biogeochemical cycles. In this sense, the use of organic materials with high stability and reactivity, such as biochar, may be an alternative to mitigate the potential for deleterious impact of this molecule on the environment. The aim of this study was to verify the duration of biochar application in a study on sorption and desorption of tiametoxam insecticide, and the soil microbial properties in response to fertilization with NPK and an application of tiametoxam insecticide. The samples were collected in an experiment conducted in a randomized block design by combining doses of NPK mineral fertilizer (0 and 300 kg ha-1 of form 05-25-15) and biochar (0, 8, 16 and 32 t ha-1 ). Soil samples were collected from all phases in the 0 to 0.10 m layer which determined: i) sorption and desorption of tiametoxam insecticide in soil, quantification of soil organic matter (SOM), carbon content in humic fractions SOM through chemical fractionation and soil organic carbon; ii) soil enzymatic activity, microbial biomass carbon (CBM), basal microbial respiration rate (C-CO2) and quotient (qCO2). After the first soil sampling, an insecticide was applied to an experimental sample, and a soil sample was taken to determine the microbiological attributes. A Freundlich isotherm suited one species of thiametoxam in all treatments. The application of biochar provided increased sorption and reduced desorption of thiametoxam. Sorption intensity showed decreasing characteristics as they accumulate as soil tiametoxan concentrations, characteristics of hysteresis expression. The biochar has an orderly effect on the soil by covalently bonding with insecticide molecules and indirectly increasing the sorption potential in the chemical fractions of soil organic matter. The application of 32 t ha-1 of biochar reduced to zero as thiamethoxam concentrations in the soil solution below 60 cm in the soil profile. Thus, a biochar applicability to the soil is a potential tool in mitigating the contaminant potential of agrochemicals in subsurface waters. In soil microbials, biochar promoted enzymatic elevation of urease, acid phosphatase, basal respiration and qCO2, and reduction of CBM. The application of biochar at higher doses is 16 t ha-1 resulting in increased CO2 production and reduced Plinthosol CBM. The insecticide thiametoxam suppressed the enzymatic activity of acid phosphatase, urease, resulting in increased alkaline phosphatase and reduced soil basal respiration. The application of biochar in the soil did not attenuate the effects of thiametoxam on the soil microbiota. |
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Dinâmica do tiametoxam em plintossolo sob aplicação de biochar e seu efeito sobre as propriedades microbianas do soloAtividade enzimática do soloCarbono da biomassa microbianaCarbono pirogênicoLixiviaçãoMatéria orgânica do soloCNPQ::CIENCIAS BIOLOGICASSoil enzymatic activityMicrobial biomass carbonPyrogenic carbonLeachingSoil organic matterThiamethoxam is an agriculturally effective insecticide, its high mobility and persistence cannot result in groundwater contamination and adhesion in biogeochemical cycles. In this sense, the use of organic materials with high stability and reactivity, such as biochar, may be an alternative to mitigate the potential for deleterious impact of this molecule on the environment. The aim of this study was to verify the duration of biochar application in a study on sorption and desorption of tiametoxam insecticide, and the soil microbial properties in response to fertilization with NPK and an application of tiametoxam insecticide. The samples were collected in an experiment conducted in a randomized block design by combining doses of NPK mineral fertilizer (0 and 300 kg ha-1 of form 05-25-15) and biochar (0, 8, 16 and 32 t ha-1 ). Soil samples were collected from all phases in the 0 to 0.10 m layer which determined: i) sorption and desorption of tiametoxam insecticide in soil, quantification of soil organic matter (SOM), carbon content in humic fractions SOM through chemical fractionation and soil organic carbon; ii) soil enzymatic activity, microbial biomass carbon (CBM), basal microbial respiration rate (C-CO2) and quotient (qCO2). After the first soil sampling, an insecticide was applied to an experimental sample, and a soil sample was taken to determine the microbiological attributes. A Freundlich isotherm suited one species of thiametoxam in all treatments. The application of biochar provided increased sorption and reduced desorption of thiametoxam. Sorption intensity showed decreasing characteristics as they accumulate as soil tiametoxan concentrations, characteristics of hysteresis expression. The biochar has an orderly effect on the soil by covalently bonding with insecticide molecules and indirectly increasing the sorption potential in the chemical fractions of soil organic matter. The application of 32 t ha-1 of biochar reduced to zero as thiamethoxam concentrations in the soil solution below 60 cm in the soil profile. Thus, a biochar applicability to the soil is a potential tool in mitigating the contaminant potential of agrochemicals in subsurface waters. In soil microbials, biochar promoted enzymatic elevation of urease, acid phosphatase, basal respiration and qCO2, and reduction of CBM. The application of biochar at higher doses is 16 t ha-1 resulting in increased CO2 production and reduced Plinthosol CBM. The insecticide thiametoxam suppressed the enzymatic activity of acid phosphatase, urease, resulting in increased alkaline phosphatase and reduced soil basal respiration. The application of biochar in the soil did not attenuate the effects of thiametoxam on the soil microbiota.CNPqFAPEMATO tiametoxam é um inseticida amplamente utilizado na agricultura, sua alta mobilidade e persistência no solo pode resultar em contaminação de lençóis freáticos e alteração nos ciclos biogeoquímicos. Nesse sentido, o uso de materiais orgânicos com alta estabilidade e reatividade, como o biochar, pode ser uma alternativa para a mitigação do potencial impacto dessa molécula no ambiente. Objetivou-se, com este estudo, avaliar o efeito a longo prazo da aplicação de doses de biochar em um Plintossolo sobre: a sorção e dessorção do inseticida tiametoxam e as propriedades microbianas do solo em resposta à adubação com NPK e a aplicação do inseticida tiametoxam. As amostras foram coletadas em um experimento conduzido a campo em um delineamento em blocos casualizados compostos pela combinação de doses do fertilizante mineral NPK (0 e 300 kg ha-1 do formulado 05-25-15) e biochar (0, 8, 16 e 32 t ha-1 ). Coletaram-se amostras deformadas de solo em todas parcelas na camada de 0 a 0,10 m no qual determinou-se: i) sorção e dessorção do inseticida tiametoxam no solo, quantificação da matéria orgânica do solo (MOS), do carbono orgânico nas frações humificadas da MOS através do fracionamento químico, e carbono orgânico do solo; ii) atividade enzimática do solo, carbono da biomassa microbiana (CBM), taxa de respiração basal (C-CO2) e quociente microbiano (qCO2). Após a primeira amostragem de solo foi realizado a aplicação do inseticida tiametoxam em todo experimento, realizando-se uma segunda amostragem de solo para determinação dos atributos microbiológicos. Para os ensaios de lixiviação foram instalados extratores de solução do solo nas profundidades com coletas de 20 cm, 40 cm, 60 cm e 80 cm. A isoterma de Freundlich adequou-se a interação sortiva do tiametoxam em todos os tratamentos. A aplicação de biochar aumentou a sorção e reduziu a dessorção de tiametoxam. A intensidade de sorção apresentou características de redução à medida que se aumenta as concentrações de tiametoxan no solo, caracterizando da ocorrência de histerese. O biochar tem efeito sortivo no solo através da ligação covalente com as moléculas do inseticida, e indiretamente aumentando o potencial de sorção nas frações da matéria orgânica do solo. A aplicação de 32 t ha-1 de biochar reduziu a zero as concentrações de tiametoxam na solução do solo abaixo de 60 cm no perfil do solo. Com isso, a aplicabilidade do biochar ao solo se mostra como ferramenta promissora na mitigação do potencial contaminante de tiametoxam em águas subsuperficiais. Nas propriedades microbianas do solo o biochar promoveu aumento na atividade enzimática da urease, fosfatase ácida, respiração basal e o qCO2, e redução do CBM. A aplicação de biochar em doses maiores ou iguais a 16 t ha-1 resultaram em elevação do qCO2 e redução da CBM do Plintossolo. O tiametoxam suprimiu a atividade enzimática da fosfatase ácida, urease, resultando no aumento da fosfatase alcalina e redução da respiração basal do solo. A aplicação de biochar no solo não atenuou os efeitos negativos do tiametoxam sobre a microbiota do solo.Universidade Federal de Mato GrossoBrasilInstituto de Biociências (IB)UFMT CUC - CuiabáPrograma de Pós-Graduação em Biodiversidade e Biotecnologia - Rede BIONORTE – PPG-BIONORTEPetter, Fabiano Andréhttp://lattes.cnpq.br/3555375204115895Petter, Fabiano André906.242.971-87http://lattes.cnpq.br/3555375204115895Lima, Larissa Borges de021.550.711-83http://lattes.cnpq.br/5154566628009351906.242.971-87Arantes, Sayonara Andrade do Couto Moreno043.585.086-50http://lattes.cnpq.br/5965118390033157Lange, Anderson017.731.479-60http://lattes.cnpq.br/3211089100338805Sousa, Heiriane Martins021.804.461-52http://lattes.cnpq.br/6486230391074825Peres, Fernanda Salles Cunha2024-01-23T16:05:26Z2019-11-072024-01-23T16:05:26Z2019-10-01info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisPERES, Fernanda Salles Cunha. Dinâmica do tiametoxam em plintossolo sob aplicação de biochar e seu efeito sobre as propriedades microbianas do solo. 2019. 80 f. Tese (Doutorado em Biodiversidade e Biotecnologia) - Rede BioNorte, Universidade Federal de Mato Grosso, Instituto de Biociências, Cuiabá, 2019.http://ri.ufmt.br/handle/1/5059porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFMTinstname:Universidade Federal de Mato Grosso (UFMT)instacron:UFMT2024-01-24T06:01:15Zoai:localhost:1/5059Repositório InstitucionalPUBhttp://ri.ufmt.br/oai/requestjordanbiblio@gmail.comopendoar:2024-01-24T06:01:15Repositório Institucional da UFMT - Universidade Federal de Mato Grosso (UFMT)false |
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Thiamethoxam is an agriculturally effective insecticide, its high mobility and persistence cannot result in groundwater contamination and adhesion in biogeochemical cycles. In this sense, the use of organic materials with high stability and reactivity, such as biochar, may be an alternative to mitigate the potential for deleterious impact of this molecule on the environment. The aim of this study was to verify the duration of biochar application in a study on sorption and desorption of tiametoxam insecticide, and the soil microbial properties in response to fertilization with NPK and an application of tiametoxam insecticide. The samples were collected in an experiment conducted in a randomized block design by combining doses of NPK mineral fertilizer (0 and 300 kg ha-1 of form 05-25-15) and biochar (0, 8, 16 and 32 t ha-1 ). Soil samples were collected from all phases in the 0 to 0.10 m layer which determined: i) sorption and desorption of tiametoxam insecticide in soil, quantification of soil organic matter (SOM), carbon content in humic fractions SOM through chemical fractionation and soil organic carbon; ii) soil enzymatic activity, microbial biomass carbon (CBM), basal microbial respiration rate (C-CO2) and quotient (qCO2). After the first soil sampling, an insecticide was applied to an experimental sample, and a soil sample was taken to determine the microbiological attributes. A Freundlich isotherm suited one species of thiametoxam in all treatments. The application of biochar provided increased sorption and reduced desorption of thiametoxam. Sorption intensity showed decreasing characteristics as they accumulate as soil tiametoxan concentrations, characteristics of hysteresis expression. The biochar has an orderly effect on the soil by covalently bonding with insecticide molecules and indirectly increasing the sorption potential in the chemical fractions of soil organic matter. The application of 32 t ha-1 of biochar reduced to zero as thiamethoxam concentrations in the soil solution below 60 cm in the soil profile. Thus, a biochar applicability to the soil is a potential tool in mitigating the contaminant potential of agrochemicals in subsurface waters. In soil microbials, biochar promoted enzymatic elevation of urease, acid phosphatase, basal respiration and qCO2, and reduction of CBM. The application of biochar at higher doses is 16 t ha-1 resulting in increased CO2 production and reduced Plinthosol CBM. The insecticide thiametoxam suppressed the enzymatic activity of acid phosphatase, urease, resulting in increased alkaline phosphatase and reduced soil basal respiration. The application of biochar in the soil did not attenuate the effects of thiametoxam on the soil microbiota. |
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