Relationships between bacterial diversity, microbial biomass, and litter quality in soils under different plant covers in northern Rio de Janeiro State, Brazil

Author： Ndaw S. M. Gama-Rodrigues A. C. Gama-Rodrigues E. F. Sales K. R.N. Rosado A. S.

Publisher： NRC Research Press

ISSN： 1480-3275

Source： Canadian Journal of Microbiology, Vol.55, Iss.9, 2009-09, pp. : 1089-1095

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Abstract

Microbial populations are primarily responsible for the decomposition of organic residues, the nutrients cycle, and the flow of energy inside of soil. The present study was undertaken to link soil microbiological and soil biochemical parameters with soil- and litter-quality conditions in the surface layer from 5 sites differing in plant cover, in stand age, and in land-use history. The aim was to see how strongly these differences affect the soil microbial attributes and to identify how microbiological processes and structures can be influenced by soil and litter quality. Soil and litter samples were collected from 5 sites according to different land use: preserved forest, nonpreserved forest, secondary forest, pasture, and eucalyptus plantation. Soil and litter microbial biomass and activity were analysed and DNA was extracted from soil. The DNA concentrations and soil microbial C and N correlated positively and significantly, suggesting that these are decisive nutrients for microbial growth and time required for microbial biomass renewal. The litter microbial biomass represented a source of C and N higher than soil microbial biomass and can be an important layer to contribute to tropical soil with low C and N availability. The litter quality influenced the litter and soil microbial biomass and activity and the soil bacterial diversity. The chemical and nutritional quality of the litter influenced the structure and microbial community composition in the eucalyptus plantation.Les populations microbiennes sont principalement responsables de la décomposition des résidus organiques, du cycle nutritif et du transfert d’énergie dans le sol. La présente étude a été entreprise afin d’établir un lien entre les paramètres biochimiques et microbiologiques du sol et la qualité de la litière et du sol de 5 sites présentant des différences dans le couvert végétal, l’age de peuplement et l’historique d’expoitation. Le but était de voir dans quelle mesure ces différences influent sur les caractéristiques microbiennes du sol et de déterminer comment les procédés et les structures microbiologiques peuvent être influencés par la qualité du sol et de la litière. Pour ce faire, des échantillons de sol et de litière ont été prélevés dans 5 sites d’aménagement particulier : forêt préservée, forêt non préservée, forêt secondaire, pâturage et plantation d’eucalyptus. L’activité et la biomasse de la population microbienne du sol et de la litière ont été analysées et l’ADN a été extrait du sol. Une corrélation positive et significative a été notée entre les concentrations d’ADN et les sources microbiennes de carbone et d’azote dans le sol, ce qui suggère que ces éléments nutritifs jouent un rôle déterminant dans la croissance mircrobienne et le temps de renouvellement de la biomasse microbienne. La biomasse microbienne de la litière constitue une source d’azote et carbone plus élevée que celle du sol; elle peut aussi contribuer de façon marquée aux sols tropicaux pauvres en carbone et en azote. La qualité de la litière a influencé la biomasse et l’activité de la population microbienne du sol et de la litière, ainsi que la diversité bactérienne du sol. Enfin, les caractéristiques chimiques et la qualité nutritionnelle de la litière ont influencé la structure et la composition des communautés microbiennes dans la plantation d’eucalyptus.