Indicadores da saúde do solo em sistemas integrados lavoura-pecuária-floresta: atividades das enzimas β-glicosidase e arilsulfatase e modelagem preditiva por Infravermelho Próximo (NIRS)
| dc.contributor.advisor-co1 | Fuentes, Andrea Soares da Costa | |
| dc.contributor.advisor-co1Lattes | http://lattes.cnpq.br/2426157257540389 | |
| dc.contributor.advisor-co1orcid | https://orcid.org/0000-0002-7379-1136 | |
| dc.contributor.advisor1 | Martin Neto, Ladislau | |
| dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/5248622466343519 | |
| dc.contributor.advisor1orcid | https://orcid.org/0000-0002-5675-6523 | |
| dc.contributor.author | Napolitano, Vitoria | |
| dc.contributor.authorethnicity | nao ha | |
| dc.contributor.authorlattes | http://lattes.cnpq.br/2847802309090662 | |
| dc.contributor.authororcid | https://orcid.org/0009-0001-9798-0345 | |
| dc.date.accessioned | 2026-08-13T18:28:29Z | |
| dc.date.issued | 2026-07-06 | |
| dc.description.abstract | Soil organic carbon is one of the main components associated with the quality and functionality of terrestrial ecosystems, directly influencing microbial activity, nutrient cycling, and the stability of organic matter. In this context, soil enzymes such as β-glycosidase (BG) and arylsulfatase (ARYL) stand out as bioindicators sensitive to management-induced changes, as they are related, respectively, to the carbon and sulfur cycles. The objective of this study was to evaluate biochemical, spectroscopic, and soil carbon indicators in long-term integrated crop-livestock-forestry (SILPF) systems conducted at Embrapa Pecuária Sudeste in São Carlos, São Paulo. A total of 114 soil samples were analyzed, collected from the 0–10 cm layer in ILPF systems with different variations, including: the complete system, with all components, that is, integrated crop-livestock-forestry (ILPF); livestock-forestry (IPF) system; crop-livestock (ILP) system; intensive pasture (INT); extensive pasture (EXT); and native forest (FLO), used as a reference area. BG and ARYL activities were determined chemically by measuring the release of p-nitrophenol; total carbon was determined by CHN elemental analysis; the humification index of soil organic matter (HLIFS) was assessed by laser-induced fluorescence; and the average specific enzyme activity (ASEA) was calculated from enzyme activities normalized by soil carbon. In addition, near-infrared (NIRS) spectra were obtained to assess the technique’s potential for estimating biochemical attributes and soil carbon. The highest BG activity was observed in the ILP system, with a mean of 155.91 μg pNP g⁻¹ soil h⁻¹, followed by the INT system, with 105.64 μg pNP g⁻¹ soil h⁻¹, while the EXT system had the lowest value, at 63.17 μg pNP g⁻¹ soil h⁻¹. For ARYL, the FLO treatment showed the highest mean value, at 745.5 μg pNP g⁻¹ soil h⁻¹, followed by the INT treatment, at 475.8 μg pNP g⁻¹ soil h⁻¹, while the EXT treatment showed low activity, at 191.3 μg pNP g⁻¹ soil h⁻¹. In general, systems with a tree component exhibited lower enzymatic activities compared to ILP, INT, and FLO. ASEA was highest in FLO (13.22), followed by INT (11.71) and ILP (8.83), indicating higher enzymatic activity relative to available carbon in these systems. FLO had the lowest HLIFS (1350.1), while the EXT pasture had the highest HLIFS (3935.4), highlighting differences in the degree of organic matter transformation among the evaluated systems. The models obtained by NIRS showed an R² of 0.39 and an RMSECV of 22.42 for BG, and an R² of 0.72 and an RMSECV of 83.8 for ARYL, indicating better predictive performance for arylsulfatase. Overall, the integration of enzymes, total carbon, HLIFS, ASEA, and NIRS allowed for a more comprehensive assessment of soil health, indicating that conservation-based management systems with higher plant biomass favor soil biochemical quality. | eng |
| dc.description.resumo | O carbono orgânico do solo é um dos principais componentes associados à qualidade e à funcionalidade dos ecossistemas terrestres, influenciando diretamente a atividade microbiana, a ciclagem de nutrientes e a estabilidade da matéria orgânica. Nesse contexto, enzimas do solo, como a β-glicosidase (BG) e a arilsulfatase (ARYL), destacam-se como bioindicadores sensíveis às alterações promovidas pelo manejo, por estarem relacionadas, respectivamente, aos ciclos do carbono e do enxofre. Este trabalho teve como objetivo avaliar indicadores enzimáticos, espectroscópicos e de carbono do solo em sistemas integrados de produção, denominado lavoura-pecuária-floresta (SILPF), de longa duração, conduzidos na Embrapa Pecuária Sudeste, em São Carlos, São Paulo. Foram analisadas 114 amostras de solo coletadas na camada de 0–10 cm em sistema ILPF, com diferentes variações, sendo: o sistema completo, com todos os componentes, ou seja, integração lavoura-pecuária-floresta (ILPF), pecuária-floresta (IPF), lavoura-pecuária (ILP), pastagem intensiva (INT), pastagem extensiva (EXT) e a floresta nativa (FLO), utilizada como área de referência. As atividades de BG e ARYL foram determinadas em reação química pela liberação de p-nitrofenol, o carbono total foi obtido por análise elementar CHN, o índice de humificação da matéria orgânica do solo (HLIFS) foi avaliado por fluorescência induzida por laser e a atividade enzimática específica média (ASEA) foi calculada a partir das atividades enzimáticas normalizadas pelo carbono do solo. Adicionalmente, espectros na região do infravermelho próximo (NIRS) foram obtidos para avaliar o potencial da técnica na estimativa dos atributos enzimáticos e do carbono do solo. A maior atividade de BG foi observada no sistema ILP, com média de 155,91 μg pNP g⁻¹ solo h⁻¹, seguido pelo INT, com 105,64 μg pNP g⁻¹ solo h⁻¹, enquanto a EXT apresentou o menor valor, com 63,17 μg pNP g⁻¹ solo h⁻¹. Para ARYL, a FLO apresentou o maior valor médio, com 745,5 μg pNP g⁻¹ solo h⁻¹, seguida pelo INT, com 475,8 μg pNP g⁻¹ solo h⁻¹, enquanto a EXT apresentou baixa atividade, com 191,3 μg pNP g⁻¹ solo h⁻¹. Em geral, os sistemas com componente arbóreo apresentaram menores atividades enzimáticas em comparação ao ILP, INT e FLO. A ASEA foi maior na FLO (13,22), seguida pelo INT (11,71) e ILP (8,83), indicando maior atividade enzimática relativa ao carbono disponível nesses sistemas. A FLO apresentou menor HLIFS (1350,1), enquanto a pastagem EXT apresentou maior HLIFS (3935,4), evidenciando diferenças no grau de transformação da matéria orgânica entre os sistemas avaliados. Os modelos obtidos por NIRS apresentaram R2 de 0,39 e RMSECV 22,42 para BG, e R2 0,72 e RMSECV 83,8 para ARYL, indicando melhor desempenho preditivo para a arilsulfatase. De modo geral, a integração entre enzimas, carbono total, HLIFS, ASEA e NIRS permitiu uma avaliação mais ampla da saúde do solo, indicando que sistemas manejados de forma conservacionista e com maior aporte vegetal favorecem a qualidade bioquímica do solo. | por |
| dc.description.sponsorship | Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) | |
| dc.description.sponsorshipId | 2024/23281-0 | |
| dc.identifier.citation | NAPOLITANO, Vitoria. Indicadores da saúde do solo em sistemas integrados lavoura-pecuária-floresta: atividades das enzimas β-glicosidase e arilsulfatase e modelagem preditiva por Infravermelho Próximo (NIRS). 2026. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Biotecnologia) – Universidade Federal de São Carlos, Campus São Carlos, 2026. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/24529. | * |
| dc.identifier.uri | https://hdl.handle.net/20.500.14289/24529 | |
| dc.identifier.url | nao possui | |
| dc.language.iso | por | |
| dc.publisher | Universidade Federal de São Carlos | |
| dc.publisher.address | Campus São Carlos | |
| dc.publisher.center | Centro de Ciências Biológicas e da Saúde - CCBS | |
| dc.publisher.course | Biotecnologia - Biotec | |
| dc.publisher.initials | UFSCar | |
| dc.rights.uri | https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/ | |
| dc.subject | β-glicosidase | eng |
| dc.subject | rilsulfatase | eng |
| dc.subject | HLIFS | eng |
| dc.subject | LIFS | eng |
| dc.subject | integrated crop-livestock-forestry systems | eng |
| dc.subject.cnpq | CIENCIAS BIOLOGICAS::BIOLOGIA GERAL | |
| dc.subject.ods | 2. Fome Zero e Agricultura Sustentável | |
| dc.title | Indicadores da saúde do solo em sistemas integrados lavoura-pecuária-floresta: atividades das enzimas β-glicosidase e arilsulfatase e modelagem preditiva por Infravermelho Próximo (NIRS) | por |
| dc.title.alternative | Soil health indicators in integrated crop-livestock-forestry systems: β-glycosidase and arylsulfatase enzyme activities and predictive modeling using Near-Infrared Spectroscopy (NIRS) | eng |
| dc.type | TCC |
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