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Artigo

Effects of tillage and fertilizer on nematode communities in a Japanese soybean field

Resumo

O  plantio direto (PD) desenvolve ecossistemas de solo distintos, caracterizados por uma fauna de solos diversificada e decomposição fúngica lenta. No entanto, as análises da comunidade de nematoides às vezes não conseguem detectar essas características porque o tratamento antes do estudo ou o período de amostragem é muito curto ou os estudos não são abrangentes. Diferentes táxons de nematoides podem ocorrer dependendo da região geográfica e do tipo de solo, afetando assim a utilidade das análises de nematoides para avaliação biológica do solo. No entanto, os estudos na Ásia são escassos. Assim, neste estudo de 2 anos, comparamos populações de nematoides, estruturas comunitárias e propriedades físico-químicas do solo entre tratamentos de PD a longo prazo e tratamentos de preparo convencional do solo (PC) combinados com tratamentos de fertilizantes químicos (CF), orgânicos (OF) ou sem fertilizante (NF) em um campo japonês de soja. Em seguida, examinamos se a diversidade de nematoides e os índices comunitários poderiam detectar diferenças entre os tratamentos nos andosolos japoneses. Embora os efeitos do cultivo sobre as densidades de nematoides foram significativos, a tendência geral nas diferenças PD-PC não foi clara, exceto para onívoros e Meloidogyne. Os efeitos do cultivo na diversidade de nematoides e nos índices comunitários foram aparentes: os índices de diversidade, o índice de maturidade (IM) e os índices relacionados, o índice de estrutura e o índice de canal foram maiores, enquanto que o índice de enriquecimento (IE) foi menor em PD devido às maiores densidades de táxons de estratégia K, fungos e alimentadores radiculares facultativos, e menores densidades de alimentadores bacterianos de estratégia r. Os tratamentos com fertilizantes também afetaram as densidades de nematoides: a maioria dos grupos de alimentação foi menos abundante em NF e os nematoides predadores foram mais abundantes em OF do que em outros tratamentos. Aumento da diversidade de nematoides através do aumento de nematóides microbivoros e predadores. No entanto, os efeitos dos fertilizantes na maioria dos índices comunitários não foram aparentes. As interações entre o cultivo e os efeitos do fertilizante foram significativas para Pratylenchus e densidades totais de nematoides, MI e IE. Dentre as propriedades do solo que diferem entre os tratamentos, o teor de Ca e Mg, a capacidade de troca catiônica e a porcentagem de nitrogênio total afetaram a estrutura da comunidade de nematoides. Em conclusão, as análises de comunidades de nematoides utilizando cálculos de índices são úteis para avaliar propriedades biológicas do solo sob diferentes tratamentos de lavoura em andosolos japoneses, bem como em tipos de solo em outros países. No entanto, os cálculos de índice foram menos sensíveis na detecção dos efeitos do tratamento com fertilizantes, provavelmente devido aos aumentos simultâneos nos nematoides da estratégia r e K e ao composto OF que estava muito decomposto. Outras análises da comunidade, como a análise de espécies indicadoras ou avaliações de diversidade devem ser usadas para detectar efeitos de fertilizantes.



Abstract

No-tillage (NT) cropping systems develop distinct soil ecosystems characterized by a diverse soil fauna and slow fungal decomposition. However, nematode community analyses sometimes fail to detect these characteristics because the treatment before study or the sampling period is too short or the studies are not comprehensive. Different nematode taxa may occur depending on the geographic region and soil type, thereby affecting the usefulness of nematode analyses for soil biological assessment. However, studies in Asia are scarce. Thus, in this 2-year study, we compared nematode populations, community structures, and soil physicochemical properties between long-term NT and conventional tillage (CT) treatments combined with chemical (CF), organic (OF), or no (NF) fertilizer treatments in a Japanese soybean field. We then examined whether nematode diversity and community indices could detect differences among the treatments in the Japanese andosols. Although the effects of tillage on nematode densities were significant, the overall trend in NT–CT differences was not clear, except for omnivores and Meloidogyne. The effects of tillage on nematode diversity and community indices were apparent: diversity indices, maturity index (MI) and related indices, structure index, and channel index were higher, whereas enrichment index (EI) was lower in NT because of higher densities of K-strategy taxa, fungal and facultative root feeders, and lower densities of r-strategy bacterial feeders. Fertilizer treatments also affected nematode densities: most feeding groups were less abundant in NF and predatory nematodes were more abundant in OF than in other treatments. OF increased nematode diversity via an increase in microbivorous and predaceous nematodes. However, the effects of fertilizer on most community indices were not apparent. Interactions between tillage and fertilizer effects were significant for Pratylenchus and total nematode densities, MI, and EI. Among the soil properties differing among treatments, Ca and Mg content, cation exchange capacity, and percent total nitrogen affected nematode community structure. In conclusion, nematode community analyses using index calculations are useful for assessing soil biological properties under different tillage treatments in Japanese andosols, as well as in soil types in other countries. However, index calculations were less sensitive at detecting fertilizer treatment effects, probably because of simultaneous increases in r- and K-strategy nematodes and OF compost that was too decomposed. Other community analyses such as indicator species analysis or diversity evaluations should be used to detect fertilizer effects.


H. Okada
H. Harada

2007 - Applied Soil Ecology

Palavras-chave:

Densidade, diversidade, fertilizante, índice de comunidade de nematoides, propriedade do solo, preparo do solo

Termos de indexação:

Manejo do solo, sistema convencional de preparo do solo, sistema de plantio direto, físico-química do solo, nematoides

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