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Microbiologia do Solo: Formação do Solo, Microrganismos, Funções Disciplina: Ecologia Microbiana.

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Apresentação em tema: "Microbiologia do Solo: Formação do Solo, Microrganismos, Funções Disciplina: Ecologia Microbiana."— Transcrição da apresentação:

1 Microbiologia do Solo: Formação do Solo, Microrganismos, Funções Disciplina: Ecologia Microbiana

2 Szabolcs (1994) 1.Introdução

3 Formação do Solo - Solo = f (material de origem, clima, organismos, relevo e tempo) Material de origem (rochas) PROCESSOS TEMPO (controlado pelo relevo) CLIMA E ORGANISMOS

4 Definição: Em agricultura e geologia, solo é a camada que recobre as rochas, sendo constituído de proporções e tipos variáveis de minerais de húmusagriculturageologia rochas mineraishúmus

5 Parte sólidaPoros 25% 45% 5% Composição de um Solo Hipotético

6 Minerais: –Sílica (SiO 2 ), Fe, Al, Ca,Mg, K –P, S, Mn, Na... Matéria orgânica : origem vegetal, animal e microbiana –insolúvel (húmus): melhora a estrutura, libera nutrientes efeito tampão, retenção de água –solúvel: produtos da degradação de polímeros complexos: Açúcares, fenóis, aminoácidos Constituintes do Solo

7 Água –livre: poros do solo –adsorvida: ligada aos colóides (argilas) Gases: CO 2, O 2, N 2... –composição variável em função dos processos biológicos Constituintes do Solo

8

9 Sistemas biológicos: –plantas –animais –Microrganismos: grande diversidade e abundância Constituintes do Solo

10 O Ambiente Solo (Fonte: Microbiologia de Brock, Madigan et al.)

11 O Solo como Habitat Moreira & Siqueira, 2006

12 MACROFAUNA

13 BACTÉRIAS

14 FUNGOS

15 NODULAÇÃO

16 MICORRIZAS

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18 A BIOTA DO SOLO PARTÍCULAS SOZINHAS NÃO FAZEM UM BOM SOLO... Em cada kg de solo fértil tem-se em torno de: 500 bilhões de bactérias 10 bilhões de actinobacterias 1 bilhão de fungos 0,5 bilhão de invertebradosmicrorcópicos 1000 km de hifas e vários de raízes Numerosos vertebrados macroscópicos Não são estáticos e sim muito dinâmicos São bons aliados e uma grande riqueza natural São ignorados devido ao caráter microscópico São mais conhecidos pelos efeitos deletérios Os microrganismos garantem a qualidade do solo ALTA DIVERSIDADE

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20 *Inclui cianobactérias Distribuição de microrganismos em vários horizontes do perfil (Starc, 1942 apud Alexander, 1977) Classificação Ecológica dos Microrganismos do Solo - Autóctones (indígenas) = população de microrganismos pouco afetada pela adição de nutrientes ao solo, vivendo às custas dos resíduos em estágios avançados de decomposição - Zimógenes (fermentativos) = população de microrganismos estimulada pela adição de resíduos ao solo, principalmente os resíduos facilmente decomponíveis

21 Bactérias: –grupo mais numeroso e mais diversificado 3 x 10 6 a 5 x 10 8 por g de solo seco limitações impostas pelas discrepâncias entre técnicas heterotróficos são mais facilmente detectados Gêneros mais freqüentes: Bacillus, Clostridium, Arthrobacter, Pseudomonas, Nocardia, Streptomyces, Micromonospora, Rizóbios Cianobactérias: pioneiras, fixação de N 2 A microbiota do solo Streptomyces

22 Mais de espécies bacterianas diferentes em 100 g de solo Torsvik et al (Técnicas de reassociação de DNA extraído do solo). Menos de 1% das espécies microbianas conhecidas (não cultiváveis –não crescem em meio de cultura, e.g. fungos micorrízicos arbusculares) Solo Heterogêneo, dinâmico e complexo - Grande parte dos recursos genéticos desconhecida Função destes microorganismos???

23 Fungos: –5 x x 10 5 por g de solo seco –limitados à superfície do solo –favorecidos em solos ácidos –ativos decompositores de tecidos vegetais –melhoram a estrutura física do solo Gêneros mais freqüentes: Penicillium, Mucor, Rhizopus, Fusarium, Aspergillus, Trichoderma A microbiota do solo

24 Algas – x 10 5 por g de solo seco –abundantes na superfície –acumulação de matéria orgânica: solos nus, erodidos Protozoários e vírus - equilíbrio das populações - predadores de bactérias - parasitas de bactérias, fungos, plantas,... A microbiota do solo

25 Processos Biológicos do Solo: Suas Inter-relações e Funções no Ecossistema Siqueira & Trannin, 2003

26 -(Constanza et al. Nature,1997:Valor dos serviços dos ecossistemas terrestres e capital natural: U$34 trilhões, Ciclagem de nutrientes global anual U$17 trilhões (Inclui a FBN) - Decomposição da matéria orgânica e produção de húmus - Controle biológico de patógenos - Alteração das características físicas do solo (e.g. agregação) - Produção de metabólitos diversos: antibióticos, ácidos orgânicos, hormônios, alelopáticos - Decomposição de xenobióticos - Nutrição vegetal. Fixação biológica de N 2 Soja no Brasil: Economia de US$ 3.0 bilhões anual Funções dos Microrganismos

27 REDUNDÂNCIA FUNCIONAL : Várias espécies de microrganismos realizam o mesmo processo, i.e., têm a mesma função. – Garante RESILIÊNCIA (recuperação) dos processos no solo- Cada espécie microbiana realiza várias funções. E. g. Azospirillum brasilense, Bradyrhizobium japonicum – fixadores de N 2 e desnitrificadores. Outros fixadores de N 2 participam dos Ciclos do C, P, S, etc.

28 Visão Esquemática do Solo como uma Máquina Decompositora Disponibilização de Nutrientes - Mineralização - Imobilização - Oxi-redução S 0 + H 2 O + 1,5O 2 H 2 SO 4 2H + + SO 4 2- MnO 2 + 4H + Mn H 2 O - Solubilização Ca 5 OH(PO 4 ) 3 + H + 5Ca 2+ + H 2 O + 3PO 4 3- AlPO 4 + 2H + Al 3+ + H 2 PO 4 - FePO 4 + 2H + Fe 2+ + H 2 PO Fixação Biológica de Nitrogênio - Micorrizas

29 Contribuição dos Microrganismos para a Formação ou Estabilização de Agregados do Solo Modificado de Rillig & Mummey (2006) Miller & Jastrow (1992)

30 Microrganismos e Agregação do solo. Fungos filamentosos Polissacarídeos e hifas de fungos como agentes agregantes de partículas do solo (Robert & Chenu, 1992)

31 12 Derxia gumosa – isolada de raízes de Oryza perenne em solo de várzea da região Amazônica. 1- Células em microscópio com contraste de fase, notar goma em volta das células. 2 – Aspecto da colônia em placas. Cortesia F.M.S. Moreira

32 RIZOSFERA Hiltner (1904) – zona de influência das raízes- 0,01 a 3 mm da superfície

33 Rizosfera: O Paraíso dos Microrganismos do Solo (Antagonistas e Patógenos) Rizosfera A Grande Maioria é Benéfica O Efeito Rizosférico

34 Compostos Excretados pelas Plantas na Rizosfera (Rizodeposição) Modificado de Alexander, 1977; Curl & Truelove, 1986

35 Actinobactérias (R) (S)

36 A Redução da Diversidade Facilita o Desequilíbrio Biológico nos Agrossistemas Microrganismos Antagonistas Fitopatógenos = Espécies fúngicas dos gêneros Penicillium, Aspergillus, Fusarium, Mucor, Rhizopus, Stachybotris, Alternaria, etc Efeito do tempo de monocultivo no favorecimento de fungos fitopatogênicos para as culturas do trigo e maçã (Vancura & Kunc, 1988, 1989) Fungos Patógenos (% total) Fungos Patógenos Actinobacterias

37 Processos Biológicos do Solo: Suas Inter-relações e Funções no Ecossistema Siqueira & Trannin, 2003


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