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Soil, plants and microorganisms in areas of Mn mining tailings 12 years after revegetation by different techniques
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Universidade Federal de Lavras
Faculdade, Instituto ou Escola
Departamento
Departamento de Ciência do Solo
Programa de Pós-Graduação
Programa de Pós-Graduação em Ciência do Solo
Agência de fomento
Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais (FAPEMIG)
Tipo de impacto
Áreas Temáticas da Extenção
Objetivos de Desenvolvimento Sustentável
Dados abertos
Resumo
Embora o Mn seja um elemento essencial para as plantas, em quantidades excessivas no solo pode atingir níveis tóxicos para o crescimento vegetal. Para o sucesso da revegetação de áreas com rejeitos de mineração de Mn deve-se considerar além da melhor técnica, a escolha de espécies vegetais adaptadas a esta condição. Além disso, a avaliação da comunidade microbiana do solo e àquela associada a vegetação pode indicar o progresso da recuperação. O objetivo deste estudo foi verificar a ocorrência de espécies vegetais em crescimento no sub-bosque, teores de Mn na planta e no solo, colonização micorrízica, comunidades de bactérias redutoras e oxidantes de Mn e de fungos micorrízicos arbusculares (FMA), após a revegetação por plantio de mudas e aplicação de topsoil em área de deposição de rejeito do beneficiamento de Mn, comparativamente a uma área com floresta nativa e um local não revegetado. Amostras de plantas (três indivíduos/espécie), de solo rizosférico e de solo não rizosférico foram coletadas dos locais revegetados e da floresta. O uso de topsoil promoveu maior diversidade de plantas que o plantio de mudas. Os elevados teores de Mn dos substratos não influenciaram a ocorrência da vegetação no sub-bosque e a colonização micorrízica. As espécies vegetais estabelecidas nas áreas diferiram quanto ao teor de Mn (471–27842 mg kg -1 nas folhas), fator de translocação (0,2–125,3) e colonização micorrízica (1–35%). Foram identificadas quatro espécies vegetais potencialmente hiperacumuladoras de Mn: Aparisthmium cordatum, Clidemia hirta, Socratea exorrhiza e Vismia latifolia. No solo não rizosférico detectaram-se bactérias redutoras de Mn (0,2 a 23 x 10 4 UFC g -1 de solo), bactérias oxidantes de Mn (0,02 a 1,3 x 10 4 UFC g -1 de solo) e esporos de FMA (2 a 168). No solo rizosférico não foram detectadas bactérias oxidantes de Mn e a densidade de bactérias redutoras de Mn variou muito entre as espécies vegetais amostradas (0 a 40 x 10 4 UFC g -1 de solo). Os isolados de bactérias redutoras de Mn da rizosfera nas áreas revegetadas são pertencentes aos gêneros Bacillus, Cellulomonas e Paenibacillus. Nove espécies de FMA foram encontradas nas áreas estudadas, sendo Glomus o gênero predominante. Os grupos de micro-organismos estudados mostraram alta resiliência com relação às modificações edáficas devidas à mineração de Mn e às estratégias de recuperação dessas áreas.
Abstract
Although Mn is an essential element for plants, in excessive amounts in the soil it may reach toxic levels. For the success of the revegetation of areas with Mn mining tailings, it is necessary to consider, besides the best technique, the selection of plant species adapted to this condition. In addition, the evaluation of the microbial community of the soil and that associated with vegetation may indicate the progress of recovery. The objective of this study was to verify the occurrence of plant species growing at understory, plant and soil Mn concentrations, mycorrhizal colonization, communities of Mn-reducing and Mn-oxidizing bacteria and arbuscular mycorrhizal fungi (AMF), after revegetation by planting of seedlings and application of topsoil in the tailings deposition area, compared with an area under native forest and an unrevegeted site. Plant samples (at least three individuals/species), of bulk and rhizosphere soil were collected from the understory at revegetated locations and forest. The use of topsoil led to greater plant diversity. The high concentrations of Mn in the substrates did not affect the occurrence of vegetation in the understory and mycorrhizal colonization. The plant species established in the revegetated areas differed in relation to Mn concentration (471–27,842 mg kg -1 in leaves), Mn translocation factor (0.2–125.3) and mycorrhizal colonization rates (1– 35%). Four potential Mn, hyperaccumulator species were identified: Aparisthmium cordatum, Clidemia hirta, Socratea exorrhiza, and Vismia latifolia. In bulk soil Mn-reducing bacteria (0.2–23 x 10 4 CFU g -1 soil), Mn-oxidizing bacteria (0.02–1.3 x 10 4 CFU g -1 soil) and AMF spores (2–168) were detected. In the rhizospheric soil, no Mn-oxidizing bacteria were detected and the density of Mn-reducing bacteria varied greatly among the sampled plant species (0–40 x 10 4 CFU g -1 of soil). Isolates of rhizosphere Mn-reducing bacteria in the revegetated areas belong to the genera Bacillus, Cellulomonas and Paenibacillus. Nine AMF species were found in the studied areas, and Glomus was the predominant genus. All the microbial functional groups presented high resilience in relation to environmental modifications due to Mn mining and revegetation processes.
Descrição
Área de concentração
Agência de desenvolvimento
Palavra chave
Marca
Objetivo
Procedência
Impacto da pesquisa
Resumen
Palavras-chave
Barragem de rejeitos, Formas de manganês, Colonização micorrízica, Bactérias redutoras de manganês, Rizosfera, Fungos micorrízicos arbusculares - Diversidade, Tailings dam, Manganese species, Mycorrhizal colonization, Manganese-reducing bacteria, Rhizosphere, Diversity of arbuscular mycorrhizal fungi
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Citação
SILVA, E. F. L. Soil, plants and microorganisms in areas of Mn mining tailings 12 years after revegetation by different techniques. 2019. 93 p. Tese (Doutorado em Ciência do Solo) - Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2019.