COMUNIDADE BACTERIANA DO SOLO APÓS SETE ANOS DE APLICAÇÃO DE LODO DE CURTUME COMPOSTADO

Abstract

RESUMO: Oriundo de indústrias de processamento de pele animal em couro, o lodo de curtume é rico em compostos orgânicos e inorgânicos capazes de promoverem fertilização, nutrição de vegetais e de microrganismos presentes no solo. Contudo, o uso excessivo deste resíduo, pode gerar distúrbios ecológicos e interferências na microbiota, principalmente devido à concentração de cromo (Cr) proveniente dos processos de curtimento. Por ser um elemento químico pertencente ao grupo dos metais pesados capaz de ser absorvido por organismos vivos, alcançando diversos níveis da cadeia trófica, tornam-se preocupante elevadas concentrações deste metal no solo. O efeito do uso de lodo de curtume compostado (LCC) após sete aplicações anuais sucessivas, foi avaliado por meio de relações entre as propriedades químicas e valores de Unidade Taxonômica Operacional (OTUs) da comunidade bacteriana do solo, tendo por base valores de abundância relativa à nível de filo, classe, ordem, família e gênero, com intuito de observar os efeitos causados na estrutura da microbiota do solo após aplicação de diferentes quantidades de LCC. O experimento foi conduzido em blocos casualizados, com quatro repetições e cinco tratamentos correspondentes a doses de LCC, sendo 0 (controle), 2,5, 5, 10 e 20 t/ha (base seca). Aos 0, 45, 75, 150 e 180 dias de experimento, avaliou-se os níveis de P, K, Ca, Mg, Na, pH, condutividade elétrica (CE) e o teor de carbono orgânico total (COT) no solo, bem como, a composição bacteriana presente no solo, pela técnica de sequenciamento de nova geração, correlacionando-a aos atributos químicos do solo após uso do resíduo. Foram cultivadas em períodos distintos plantas de milho e feijão-caupi durante o experimento para observações paralelas sobre o comportamento vegetal às condições de estresse e fertilização. Os valores de pH, C orgânico, P, Ca, Mg e Cr aumentaram com o aumento das doses de LCC. Grupos específicos de bactérias como Actinobacteria, Acidobacteria, Firmicutes, Proteobacteria e Chloroflexi, tornaram-se abundantes após a aplicação do resíduo ao longo do tempo, sugerindo interpretações sobre a capacidade adaptativa ao incremento de atributos químicos e resistência ao metal pesado. Análises de Redundância (RDA) e Análises de Resposta de Curva Principal (PRC), mostraram estreitas relações dos níveis de pH, cromo, condutividade elétrica e C orgânico entre a comunidade bacteriana e as influências na dinâmica estrutural da comunidade. Os resultados mostraram efeitos rizosféricos nas culturas de milho e feijão-caupi cultivados no decorrer do experimento, sobre a comunidade bacteriana, ocasionando diferenciação de grupos de bactérias nos diferentes períodos de florescimento e senescências das plantas. Houve efeito significativo do tempo de amostragem e das doses de LCC nas propriedades químicas do solo que por sua vez, interferem na estrutura da microbiota bacteriana, selecionando organismos com capacidade adaptativa e de resistência ao cromo. ABSTRACT: The tannery sludge is derived from industries that transform the animal’s skin to leather and has rich organic and inorganic composition capable of promoting fertilization, nutrition of plants and microorganisms present in the soil. However, the excessive use of this residue causes ecological disturbances and interferences in the microbiota, mainly due to the concentration of chromium (Cr) from the tanning processes. Because it is a chemical element belonging to the group of heavy metals capable of being absorbed by living organisms, reaching several levels of the trophic chain, it becomes worrisome the high concentration of this metal in the soil. The effect of the use composited tannery sludge (CTS) after seven successive applications was evaluated through the relationship between chemical properties and operational taxonomic unit (OTUs) values of the soil bacterial community, based on values of abundance relative to the phylum level, class, order, family and genre, in order to observe the effects caused in the soil microbiota structure after the application of different amounts of CTS. The experiment was conducted in randomized blocks, with four replicates and five treatments corresponding to CTS doses, being 0 (control), 2.5, 5, 10 and 20 t / ha (dry basis). The values of P, K, Ca, Mg, Na, pH, electrical conductivity (EC) and the total organic carbon (TOC) in the soil were evaluated at 0, 45, 75, 150 and 180 days of experiment, as well as, by the new generation sequencing technique, the bacterial composition present in the soil, correlating it to the soil chemical attributes after the use of the residue. Maize and cowpea plants were cultivated at different periods during the experiment for parallel observations on the vegetal behavior to stress conditions and fertilization. The values of pH, organic C, P, Ca, Mg and Cr increased with increasing doses of CTS. Specific groups of bacteria such as Actinobacteria, Acidobacteria, Firmicutes, Proteobacteria and Chloroflexi, were abundant after the application of the residue over time, suggesting interpretations on the adaptive capacity to increase chemical attributes and resistance to heavy metal. Redundancy Analyzes (RDA) and Principal Curve Response Analyzes (PRC) showed close relationships of pH, chromium, electrical conductivity and organic carbon levels between the bacterial community and the influences on its community structural dynamics. The results also showed rhizospheric effects of maize and cowpea plants grown during the experiment, under the bacterial community, causing differentiation of groups of bacteria in the different periods of flowering and senescence of the plants. There was a significant effect of sampling time and CTS doses on soil properties that in turn interfere with the bacterial microbiota structure, selecting organisms with adaptive capacity and resistance to chromium.