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Microbiologia do Ambiente

Microbiologia do Ambiente

Capítulo II - Microbiologia do Solo

http://correio.cc.fc.ul.pt/~maloucao

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Microbiologia do Ambiente

Capt II - Microbiologia do Solo

• O que é o solo. Os constituintes do solo.• Factores que influenciam na formação do solo• Noção de pédon e de perfil do solo• Papel do solo no ecossistema.• Os constituintes do solo• Factores que afectam as características do solo• Os componentes biológicos do solo: bactérias, fungos e mesofauna• As cadeias tróficas e a sua importância• A cadeia trófica e a qualidade do solo. Seu significado

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SOIL

Definição Geológica Superfície solta da superfície da crosta que é distinta da rocha mãe

Solo

O Que é o Solo ?

Solo ≠ Substracto

Definição Tradicional Material que alimenta e suporta as plantas em crescimento (inclui rochas, água, neve e

ar)

Definição Pedológica Colecção de recursos naturais da superfície da crosta, modificada ou mesmo originada

pela acção de factores químicos e físicos naturais ou provenientes da acção do Homem,que contem matéria viva e que é capaz de suportar a vida e o crescimento das plantas.(O seu limite superior é o ar ou um filme de água e o seu limite inferior é a profundidadeaté onde se deu a mineralização.)

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raízes: fendem e partem as rochasmecânica e quimicamente (exsudação)

Gases: CO2SO2

N2O5

acidos:H2CO3H2SO3HNO3

rocha

chuva

Congelamentoprovoca fendas

Vento e águaerosionam as

rochas e o solo

Factores envolvidos naformação do solo

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Factores envolvidos naformação do solo

Rocha mãe

Clima

Tempo

Organismos

Topografia

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Solo como parteda paisagem

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Perfil do Solo. Pédon

A - eluviação

B - iluviação

C - Rocha mãe

O - orgânico

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Constituintes do Solo

Ar 25%

Matéria Mineral45%

Água 25%

Matéria Orgânica5%

Fase sólida

Fase líquida

Fase gasosa

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Propriedades Físicas do Solo -Fase sólida

Textura - determinada pela proporção relativa das partículas minerais de diferentes

dimensões

Estrutura - determinada pela forma como a matriz mineral se agrega, ou seja é definida pelo

padrão de agregação das partículas

Côr - indicador das propriedades físicas, químicas e biológicas do solo

Densidade - depende do tipo de agregados da matriz e portanto da quantidade de espaços

que se estabelecem na matriz mineral

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Fracções da Matéria Mineral

> 0.02 mm

0.002 - 0.02 mm

< 0.002 mm

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Tipos de solo baseados na textura

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Factores que afectam a estrutura dos solos

Arranjo dos agregados com determinada forma e tamanho Estabilidade dos agregados

Configuração dos poros

Tipo de argila

Elementos químicos associados à argila

Natureza dos produtos de decomposição e quantidade de matéria orgânica

Natureza da população microbiana

Processos físicos de arrefecimento e evaporação

Acção da mesofauna (remoção e recirculação)

Crescimento e actividade das raízes

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Côr do Solo

Indicador de diferentes tipos de solo

Indicador de certas características físicas e químicas

Indicador do conteúdo de humus e da natureza química dos compostos de ferro presentes nosolo

Forma Fórmula Côr

Óxido ferroso FeO Cinzento

Óxido férrico (Hematite) Fe2O3 Vermelho

Óxido férrico hidratado (Limonite) 2Fe2O3 3H2O Amarelo

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Densidade

Determina-se dividindo o peso seco em g pelo seu volume em cm3

A variação na densidade do solo é maioritariamente devida à diferença no espaço total de

poros

Confere propriedades ao solo

Maior capacidade de retenção de água

Maior capacidade de penetração das raízes

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Matéria Orgânica

Folhada - matéria orgânica “fresca” ainda por decômpor

Matéria orgânica particulada, detritos

Humus - matéria orgânica amorfa e complexa

Mor - solo tipo podsol, formado a um pH baixo

Mull - solo florestal em clima temperado, formado a pH > 5.0

CEC - Capacidade de troca catiónica

Solos eutróficos e oligotróficos

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Solução líquida do solo

Água higroscópica

Água capilar

Água gravitacional

Capacidade de campo

Ponto de emurchecimento

Acidez do solo - H+ e Al3+

CEC - Capacidade de troca catiónica

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O Ambiente Solo - Cadeias tróficas

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Os organismos do solo

Vida livre ou parasitas de plantas e animaisNemátodes

Amibas, ciliados, flageladosProtozoários

SaprofíticosMutualistasPatogénicos

Fungos

Cianobactérias, actinomicetes, outras nãofotossintéticas

Bactérias

Insectos, crustáceos, aracnídeosArtrópodes

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Função dos organismos do solo

Fazem o controlo das populações dos níveis tróficosAumentam a estrutura do solo

Predadores Nemátodes, meso- e macrofauna

Quebram a matéria orgânica fresca (folhada)Revolvem a folhada e enterram-na, alterando aestrutura do solo

Turbadores Minhocas e microartrópodes

Libertam os nutrientes imobilizados (NH4+)

Controlam os patogénicos das plantasEstimulam e controlam a actividade das populaçõesfúngicas e bacterianas

Herbívoros de bactérias e fungos Nemátodos, protozoários e microartrópodes

Inibem o crescimento das plantas.Consomem ou infectam raízesParasitam nemátodos ou insectos sendo veículos dedoenças

Patogénicos Bactérias, fungos,Parasitas Nemátodes, artrópodes

Promovem o crescimento das plantas (N, P)Protegem as plantas dos patogénicos

Mutualistas Bactérias e fungos

Imobilizam os nutrientesSintetizam novos compostos orgânicosProduzem compostos que ajudam a estruturar o soloResponsáveis pelo ciclo biogeoquímico dos nutrientesCompetem ou inibem os organismos patogénicos

Decompositores Bactérias e fungos

Captam a energia e fixam CO2

Adicionam matéria orgânica ao soloFotossintéticos Plantas, algas e bactérias

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Como se distribuem os organismos do solo ?

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Onde se concentram os organismos do solo ?

Raízes - rizosfera

Folhada

Humus

Agregados do solo

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Quando se encontram activos ?

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Como variam as cadeias tróficasnos ecossistemas ?

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Nº de organismos /g solo em diferentes ecossistemas

10 - 50 /30 cm2 emflorestas decíduas e poucasem coníferas

10 - 50 /30 cm2. Zonasáridas ou semiáridas podemnão ter nenhumas

5 - 30 / 30 cm2. Mais empresença de maior matériaorgânica

Minhocas

10 000 - 25 000/ 30 cm2500 - 2000 /30 cm2> 100 /30 cm2Artrópodes

> 100 herbívoros debactérias e fungos. Muitospredadores

10 - 10010 - 20 herbívoros debactérias, poucos de fungos.Poucos predadores.

Nemátodes

Vários centenas de milharde amibas, poucosflagelados

Vários milhares deflagelados e amibas, 1 avárias centenas de ciliados

Vários milhares de flageladose amibas, 1 a várias centenasde ciliados

Protozoários

Várias centenas de metrosDominado por ECM

10 - 100 metrosDominado por AM

Vários metrosDominado por AM

Fungos

100 milhões a mil milhões100 milhões a mil milhões100 milhões a mil milhõesBacterias

Solos Agrícolas Solos Pradarias Solos Florestais

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Como se avaliam as cadeias tróficas ?

Contagem

Contagem directa ou por plaqueamento

Medindo os níveis de actividade

Respiração

Nitrificação

Taxas de decomposição

Determinando os constituintes celulares

Biomassa

C, N, P

Enzimas

Fosfolípidos ou outros - usados como “marcadores” da comunidade

DNA ou RNA - usados como “marcadores” da comunidade

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Complexidade das cadeias tróficas

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Benefícios da complexidade das cadeias tróficas

Reciclagem de nutrientes

Retenção de nutrientes

Melhora a estrutura do solo e suas características fisicas

Diminui a sensibilidade de doenças e pestes

Permite a degradação ou imobilização de poluentes

Aumenta a biodiversidade

Qualidade do solo / Sustentabilidade do ecossistema

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Referências

http://www.oznet.ksu.edu/pr_sme/http://www.ucc.ie/impact/agrisf.htmlhttp://www.microbes.info/resources/Environmental_Microbiology/Plant_Microbiology/index.h

tmlSharma, PD. (2005). Environmental Microbiology. Alpha Science Int.