1. Discuta as principais técnicas de biorremediação. (3 pontos) A biorremediação é uma medida econômica e ambientalmente bem vinda para a descontaminação ou remediação de áreas contaminadas que podem compreender solos e águas subterrâneas, tratamento de esgoto, lodo, compostagem dentre outras medidas. Trata-se de uma estratégia para destoxificar contaminantes modificando-os com o uso de microrganismos ou suas enzimas transformando-os em formas que não ofereçam riscos ao ambiente. Três técnicas básicas de biorremediação podem ser utilizadas como a estimulação da atividade de microrganismos indígenas, a adição de nutrientes, regulação das condições redox; inoculação de sítios contaminados com microrganismos específicos; e aplicação de enzimas imobilizadas, sendo desta forma possível utilizar os microrganismos com as mais diversas capacidades metabólicas para fins de biorremediação. Os métodos de biorremediação são geralmente classificados em in situ e ex situ onde a eficiência destas técnicas pode variar em função da heterogeneidade do rejeito, das concentrações do contaminante, da toxicidade e persistência, dentre outros fatores. Para que se atinja a eficiência, vários aspectos devem ser levados em consideração tanto a nivel ambiental como social e principalmente econômico (deve haver viabilidade), desta forma a natureza química, a bioatividade e a distribuição na matriz do rejeito ou de solo são fatores decisivos para a prática da biorremediação. A biorremediação in situ trata do material contaminado no local, onde, por exemplo, os poluentes orgânicos são degradados biologicamente em condições naturais, já a ex situ está relacionada com a remoção do material contaminado para ser tratado em outro local, o que pode tornar o processo economicamente inviável dependendo do tratamento empregado. Assim a biorremediação pode ser dividida em passiva, bioestimulação, bioventilação, bioaumentação, landfarming e compostagem. A biorremediação passiva consiste na degradação promovida naturalmente pelos microrganismos indígenas do solo. Esta forma de biorremediação é tida de baixo custo e simpes de ser realizada já que não depende da introdução de fatores externos para acelerar o processo. No caso da bioestimulação como o nome sugere, consiste na adição de nutrientes que tem a função de estimular os microrganismos indígenas a promoverem a destoxificação. Esses nutrientes adicionados, como o nitrogênio e o fósforo estimulam a atividade microbiana acelerando a velocidade de degradação do material. A bioventilação consiste em bioestimular a atividade dos microrganismos decompositores por meio da adição de gases como o O2 e o CH4, sendo bastante eficiente a nível de subsuperfície, o que não é tão evidenciado nos métodos anteriores. Nesta técnica é muito comum a utilização de plantas que servem como substrato à atividade microbiana para que eles transformem os contaminantes. Já o landfarming ou deposição no solo consiste na aplicação e incorporação do contaminante na superficie do solo não contaminado para degradação. O solo precisa ser arado e gradeado para que haja a mistura do material e aeração do local para que os contaminantes sejam degradados. Esta técnica é bastante eficiente no tratamento de rejeitos industriais especialmente na indústria petroquímica. Quando o rejeito é sólido, pode-se optar pela compostagem que consiste em um tratamento controlado pela geração de calor pelos microrganismos aeróbios termofílicos, sendo um processo barato e fácil de ser monitorado. A bioaumentação envolve a inoculação do solo com culturas puras ou consórcio microbiano para degradar contaminantes especificos, sendo esta técnica bastante estudada para vários herbicidas, hidrocarbonetos clorados e carbamatos, dentre outros e empregada com eficácia para tratamentos de contaminantes muito recalcitrantes. Há também o uso de plantas para promover a remediação, processo chamado de fitorremediação pode ser usada remover contaminações de solos e água com metais pesados, contaminantes orgânicos, dentre outros. As plantas acumulam os compostos em suas estruturas funcionando como extratores naturais. Por fim, a biodegradação ainda pode ser diferenciada em metabólica e co-metabólica sendo a degradação e a utilização do poluente para a obtenção de energia (ou carbono) responsável por promover ou favorecer o crescimento microbiano no caso da metabólica ou não como na co-metabólica onde não ocorre aumento da população microbiana, esta abrange vários organismos de forma individual ou em cadeia trófica, que possuem mecanismos diferentes de degradação enzimáticas dos poluentes. 3 – ok

2. Podemos esperar algum efeito do aumento do teor de CO2 atmosférico sobre a atividade rizosférica? Discuta, relacionando entre outros aspectos com o próprio efeito estufa. (2 pontos)

Sim. Plantas cultivadas em condições elevadas de CO2 apresentam frequentemente, maiores crescimentos e um aumento desproporcional na alocação de C para as raízes, respiração total da rizosfera e rizodeposição. Em geral a entrada de carbono da rizosfera é significativamente maior quando as plantas são cultivadas em condições de CO2 elevado. Geralmente esse aumento é associado a dois motivos, o primeiro é que as raízes crescidas sob CO2 mais elevados tiveram taxas de rotatividade (crescimento e morte de raízes finas) mais elevadas do que as raízes crescidas sob o tratamento do ambiente, resultando em um maior aumento proporcional da respiração total da rizosfera sob CO2 elevados. Em segundo lugar, as associações microbianas na rizosfera foram mais reforçadas sob CO2 elevados do que em ambiente de CO2 natural, resultando em maior atividade microbiana na rizosfera por unidade de crescimento da raiz. As emissões de gases de efeito estufa ocorrem praticamente em todas as atividades humanas, tendo uma forte influência sobre o controle térmico da terra, sendo o gás mais abundante desse efeito é o CO2 (dióxido de carbono) podendo ser emitido por meio do uso de combustíveis fósseis (petróleo, carvão e gás natural) e também com a mudança no uso da terra. O fluxo principal que controla o balanço ou desbalanço do CO2 é a fotossíntese e a respiração. Esse aumento do CO2 provoca alterações no comportamento das plantas que passam a captar mais desses gases em decorrência da abundância deles, funcionando como um dreno C-CO2 da atmosfera influenciando na rizodeposição de fotoassimilados, consequentemente na composição microbiana no ambiente da raiz que aumentam sua atividade devido a este fator. O destino de grande parte do C fotoassimilado pelas plantas é o solo. A rizodeposição é a liberação de compostos de carbono, a partir de células do córtex e da epiderme da raiz, resultando no aumento de microrganismos dentro da raiz, área esta chamada de endorrizosfera, aumento sobre a raiz (no rizoplano) e aumento ao redor da raiz (ectorizosfera), conferido à área total chamada de rizosfera, onde as características químicas, físicas e biológicas são diferentes das do solo livre de raízes (solo não rizosférico). 2 - ok

3. Resuma o capítulo de modo a permitir um bom entendimento geral. (2 pontos)

As raízes são órgãos heterotróficos das plantas que apresentam como funções principais o suporte para o crescimento e absorção de água e nutrientes. No solo, as raízes possuem outras funções importantes que são mediadas por meio da liberação de diversos tipos de materiais orgânicos oriundos da fotossíntese. As raízes também liberam matéria orgânica para o solo bem como íons e gases que podem alterar o ambiente externo favorecendo ou não os organismos e que também podem ser utilizados por eles. Em função destas características, as raízes podem causar efeitos sobre o solo separados em efeitos físicos, químicos e biológicos. Os efeitos físicos dizem respeito as ações que as raízes promovem com a sua exudação promovendo a agregação das partículas do solo, compressão do solo na interface com a raiz dentre outros. Os efeitos químicos podem ser evidenciados com alterações do pH do meio, liberação de produtos orgânicos diversos, liberação de compostos voláteis inibidores e alelopáticos, já o biológico diz respeito ao ecossistema microbiano especializado presentes na área (efeito rizosférico). O termo “rizosfera” e denominado para a zona de influência das raízes que vai desde sua superfície do solo até uma distância de 1 a 3 mm, podendo ser considerada por alguns autores até 5 mm. Ainda segundo alguns autores, a rizosfera é dividida em ectorrizosfera (área externa das raízes) e endorrizosfera (compreende os tecidos corticais até o rizoplano), sendo a superfície limítrofe entre a raiz e o solo denominado rizoplano. Existem também termos específicos utilizados para designar condições especiais que envolvem raízes como espermosfera que diz respeito a área de influência ao redor das sementes. As propriedades físico-químicas da rizosfera têm elevada estabilidade, que, associadas ao fornecimento constante de substratos orgânicos e fatores de crescimento, favorecem intensa atividade metabólica das populações, influenciando direta e positivamente o tempo de geração microbiano. Espécies de Pseudomonas e Bacillus têm tempos de geração respectivamente 15 e

2,5 vezes menores na rizosfera do que no solo não rizósferico devido à maior disponibilidade de substratos. Por isso se considera que a rizosfera é o “paraíso dos microrganismos”. Solo não rizosférico compreende a porção que não sofre influência das raízes, ou seja, que está fora da rizosfera. Os compostos orgânicos depositados na rizosfera variam desde os simples solúveis em água até os de grande complexidade e insolúveis em água. Estes compostos pode ser separados em dois grandes grupos: os liberados de células vivas para o solo e os liberados de tecidos senescentes ou mortos. Esses grupos podem ser divididos em categorias: exsudatos (vazam sem gasto de energia, das células para os espaços intercelulares e depois para o solo mediante as junções entre as células), secreções (peso molecular baixo ou geralmente alto, atravessam as membranas com gasto de energia metabólica), mucilagens (polissacarídeos hidratados importante para a lubrificação), mucigel (material gelatinoso produzido tanto pelas plantas como por microrganismos) e lisados (compostos resultantes da autólise de células epidérmicas velhas ou senescentes). Os exsudatos e secreções são compostos orgânicos produzidos pelas plantas e pelos microrganismos, mas a determinação dos compostos excretados deve ser feita na ausência de microrganismos (condições axênicas – sem vida). O composto exsudado em maior quantidade pela maioria das plantas é a glicose que também é muito utilizado pelos microrganismos. A mucilagem e o mucigel têm grupos carboxílicos e outros sítios de troca de ânions e cátions, pois são compostos por polissacarídeos ácidos, por isso devem desempenhar importante papel na nutrição vegetal. Esta mucilagem protege as raízes da dessecação, o que é necessário, principalmente se considerarmos que a ponta da raiz é uma zona de crescimento ativo com tecido novo e, portanto, mais sensível, já para o mucigel esse efeito é indireto. Compostos orgânicos ou minerais aplicados na folha podem alterar a microbiota rizosférica, seja por sua ação direta, seja pela modificação das condições físicas e químicas, por isso, tendo potencial para uso em controle biológico. Os materiais biológicos depositados na rizosfera variam em quantidade e qualidade, dependendo de diversos fatores como: espécie vegetal, idade e vigor das plantas, tipo de solo e fatores ambientais, como luz, temperatura, umidade dentre outros. Plantas leguminosas, por exemplo, parecem possuir uma maior quantidade de aminoácidos por ter maior teor de N em seus tecidos (leguminosas fixadores de N). Injúrias causadas por diversos fatores podem ocasionar aumento na quantidade de exsudatos, influenciando, a disponibilidade de substratos para o metabolismo microbiano, bem como podendo ocasionar estresse na planta. As espécies vegetais apresentam diferenças marcantes na arquitetura de seus sistemas radiculares, cuja principal conseqüência é a exploração de diferentes regiões do solo o que vai variar a forma de influxo de nutrientes. O ambiente físico-químico da rizosfera pode ser alterado de diversas formas, podendo ser citado o pH, influenciando não só devido a extrusão de H+ ou HCO3 mas também pelos exudatos radiculares, absorção de nutrientes pelo sistema radicular e processos como a fixação biológica de N2. De maneira geral, o pH rizosférico pode diferir de uma a duas unidades em relação ao pH do solo adjacente (não rizosférico). A pressão parcial do oxigênio (pO2)e a de gás carbônico (pCO2) da rizosfera também são diferentes do solo não rizosférico devido a intensa respiração não só das raízes como da comunidade microbiana da rizosfera. Quanto mais distante da raiz, menor será a pCO2 e maior será a pO2 uma vez que o efeito rizosferico e a comunidade microbiana diminuem. O potencial hídrico na rizosfera é bastante variável e influenciado pela planta. Alguns gêneros de bactérias como Artrhobacter e Bacillus, possuem estruturas de resistência (artrósporos e endósporos) a estresses, como a seca prolongada. Para bactérias endofíticas, o potencial hídrico dentro da planta deve ser considerado já que potenciais hídricos elevados podem diminuir a atividade da nitrogenase em nódulos formados por rizóbio em leguminosas. A osmolalidade da solução do solo rizosférico é mais elevada que naquele não rizosférico, como conseqüência da exclusão de solutos durante a absorção de águas pelas raízes, liberação de exsudados radiculares e de expolímeros, tanto pelas raízes como pelos organismos. Mecanismos osmoreguladores ajustam níveis de solutos compatíveis pela regulação de sua biossíntese, catabolismo, absorção e refluxo. Dependendo da espécie bacteriana, um mesmo composto pode

atuar como solutos compatíveis ou osmoprotetores, tais como glicina betaína, glicina, prolina entre outros. Devido não só à quantidade, mas também à diversidade de compostos orgânicos depositados na rizosfera a quantidade de diversos tipos de microrganismos na rizosfera pode exceder mais de mil vezes aquela do solo não rizosférico. Devido ao efeito rizosférico, à medida que a distância da rizosfera diminui, aumenta a incidência de organismos dos mais diferentes grupos, como bactérias, actinomicetos e fungos devido ao pleomorfismo. Os microrganismos rizosféricos podem se dividir em oportunistas e estrategistas. Os oportunistas são pequenos, de crescimento rápido, têm alta capacidade competitiva e se localizam principalmente nas raízes mais novas. Já os microrganismos estrategistas são maiores, têm crescimento mais lento e têm alta longevidade, são especializados e predominam nas raízes mais velhas. Eles podem se dividir ainda em saprófitas, simbiontes e patógenos. O efeito rizosférico não é específico, ou seja, não ocorre favorecimento de determinada espécie. No entanto bactérias gram-negativas parecem ser favorecidas na rizosfera para trigo e soja, pois têm alta taxa de crescimento e respondem mais imediatamente a adição de aminoácidos e açúcares solúveis, além de produzir e resistir a grande número de antibióticos abundantes na rizosfera, devido ao grande antagonismo entre os microrganismos. A existência de um microrganismo em um determinado tempo e lugar, resulta da sua evolução, da existência de fatores abióticos favoráveis ou desfavoráveis ao seu desenvolvimento e das interações benéficas e/ou deletérias exercidas por outras populações da comunidade microbiana. Na rizosfera podem ocorrer também diversas substâncias alelopáticas que inibem ou estimulam os microrganismos, além de outras que atuam como sinais moleculares em simbioses mutualístas ou parasíticas de microrganismos e plantas. Compostos aleloquímicos podem sair das plantas por volatização, lixiviação das plantas ou de resíduos pela chuva, da decomposição de resíduos ou pela exsudação das raízes. Eles variam de gases simples e compostos alifáticos a compostos aromáticos complexos. Tais compostos são derivados do metabolismo secundário, tanto de plantas como de microrganismos, não são essenciais para o seu crescimento, mas desempenham papel importante nas interações entre organismos e no estabelecimento e na manutenção das comunidades vegetais terrestres. Algumas substâncias servem como comunicação entre raízes de espécies vegetais vizinhas, entre raízes e insetos, dentre outros. O potencial da fixação biológica de nitrogênio, assim como o de outros processos microbianos, é função da quantidade de compostos orgânicos depositados na rizosfera, da eficiência da conversão desses substratos e da proporção do substrato utilizada. No entanto todos esses processos também podem ser inibidos ou estimulados por aleloquímicos. Na rizosfera, os patógenos podem ser inibidos ou favorecidos através de vários efeitos, influenciando na incidência de doenças sobre as plantas (como por exemplo, inibição de competidores específicos por substâncias liberadas das raízes: ácidos cianogênicos, linamarina, ácido cianídrico, entre outros). Microrganismos endofíticos podem ser fungos ou bactérias que, durante todo ou parte do seu ciclo de vida, invadem tecidos de plantas vivas através de infecções não aparentes e sem causar sintomas de doença. Bactérias que habitam a endorrizosfera são consideradas endofíticas, mas comprendem também espécies que colonizam tecidos internos de órgãos vegetais como caule, folhas, etc. O solo parece ser a principal fonte dos endofíticos, pois muitas espécies encontradas em raízes, folhas, sementes e óvulos são geralmente similares aquelas encontradas nas zonas do solo adjacentes as raízes, podendo existir outras fontes de origem além do solo. Os endofíticos entram nos tecidos vegetais por feridas, geralmente associadas a pontos de emergência de raízes laterais ou a fricção com os minerais do solo, estômatos e lenticelas, entre outros; ou ainda por tecidos intactos, produzindo enzimas hidrolíticas, como as bactérias patogênicas. Os endofíticos apresentam uma vantagem em relação aos organismos da ectorrizosfera ou de outras zonas externas aos órgãos vegetais, pois não estão sujeitos à interferência da grande variação dos fatores químicos, físicos e biológicos que ocorrem nessas zonas e que podem afetar os processos mediados por eles.

Como alguns efeitos dos microrganismos sobre as plantas podemos ressaltar que os microrganismos causam efeitos morfológicos e fisiológicos diversos sobre a planta, tais como a) danificação dos tecidos radiculares, b) alterações no metabolismo, c) utilização de certos componentes dos exudatos, d) excreção de enzimas, toxinas e antibióticos e e) alteração na disponibilidade, acessibilidade e assimilação de nutrientes minerais. Estes efeitos podem ser divididos em benéficos (por exemplo a decomposição e a mineralização da matéria orgânica) e maléficos (desnitrificação e produção de compostos inibitórios). Substâncias reguladoras do crescimento de plantas (SRCP), são compostos orgânicos de ocorrência natural que influenciam processos fisiológicos nas plantas em concentrações muito abaixo daquelas nas quais os nutrientes ou vitaminas podem afetar tais processos. Existem cinco classes de SRCP: auxinas, giberelinas, citoquininas, etileno e acido abcísio, substâncias estas que podem ser produzidas pelas próprias plantas, sendo chamadas de endógenas ou fitormônios. Uma parcela significativa dos microrganismos rizosféricos, tanto benéfico como patogênicos, também produz SRCP que, no caso é denominada exógena e um mesmo organismos pode produzir mais que uma SRCP. Muitos fatores como pH, disponibilidade de nutrientes e composição podem afetar a síntese de SRCP por microrganismos. Grupos de microrganismos especializados do solo são capazes de solubilizar minerais contendo P, Ca, K, Mg e outros elementos essências as plantas. Os mecanismos responsáveis pela solubilização geralmente encontram-se associados a excreção de ácidos orgânicos, com conseqüente diminuição do pH. Microrganismos solubilizadores parecem ser mais abundantes na rizosfera de plantas. Por sua vez, as espécies vegetais, através de efeito rizosférico diferenciado, além de fatores ambientais, também influenciam as populações de solubilizadores, por isso populações de solubilizadores representam porcentagem significativa do número total de microrganismos na rizosfera de várias espécies vegetais. Quanto a absorção e a translocação de nutrientes, as plantas cultivadas em condições estéreis podem absorver nutrientes em menor quantidade do que na presença de microrganismos. O efeito microbiano pode ser bastante significativo devido a processos como a FBN, micorrizas e solubilização de minerais que disponibilizam nutrientes em maior quantidade para as plantas. A translocação dos nutrientes parece ser afetada também por microrganismos, dependendo da espécie vegetal, podendo haver maior ou menor translocação de P para a parte aérea na presença de microrganismos. Quando ocorre baixa condições de disponibilidade de nutrientes, os microrganismos podem competir com as plantas por nutrientes o que pode ocasionar em deficiência para elas. Quanto as reações de quelação e complexação de metais, o exemplo mais expressivo é o das bactérias que produzem substâncias denominadas sideróforos. Estas substâncias possuem alta afinidade por Fe formando quelatos com esse elemento, tornando-o menos disponível, principalmente para patógenos (microrganismos que causam desordens no metabolismo nutrição e/ou fisiologia das plantas) que ocorrem na rizosfera, sendo, portanto um importante mecanismo de controle biológico. A rizosfera também pode influenciar o desenvolvimento de patógenos que podem provocar a redução de crecimento e fotossíntese, aumento da respiração, alteração do metabolismo, etc. O cultivo de monoculturas tendem a favorecer o aparecimento e a estabilização de patógenos, então isso deve ser evitado, pois reduz a diverdidade biológica, consequentemente, o equilíbrio biológico. Além das simbioses, outros organismos benéficos para as plantas podem ser manipulados para aumentar a produtividade vegetal. Os mais utilizados eram os fixadores de N2 Azotobacter spp. Estas bactérias posterirmente foram denominadas de bactérias promotoras de crescimento (plant growth-promoting bactéria -PGPR). Uma importante função das PGPRs é o controle biológico através da introdução de antagonistas a determinado patógeno pela inoculação de sementes. A colonização da rizosfera de plantas através da inoculação inicia através da inoculação das sementes onde o substrato mais utilizado é a turfa, porém, por ser um recurso natural não renovável, têm-se realizado pesquisas para obter respostas sobre sua viabilidade por longos

períodos. Antes da colonização dos tecidos vegetais externos e internos, as bactérias necessitam se multiplicar. Solos podem ser considerados supressivos ou condutivos se inibem ou estimulam em diferentes graus a propagação de doenças. Os mecanismos pelos quais os solos podem ser supressivos ou condutivos ainda não estão elucidados, porém, fatores bióticos e abióticos, atuando separadamente ou em conjunto podem contribuir para o controle da incidência de doenças, já que a rotação de culturas, a fertilização e a calagem, a solarização e a inoculação de sementes com microrganismos são formas de manejo possíveis para o controle integrado de doenças. Assim, verifica-se que o sucesso das tecnologias microbianas aplicadas ao ambiente rizosférico, depende do conhecimento dos diversos fatores físicos, químicos e biológicos e da interação entre eles. O aperfeiçoamento das técnicas que estão possibilitando o melhor conhecimento da ecologia e a diversidade microbiana certamente contribuirão para ampliar a utilização de outros organismos benéficos visando ao desenvolvimento agrícola sustentado assim como a qualidade ambiental. 2 – ok, embora esteja mais para um capítulo do que para um resumo

4. Qual a conclusão da maioria dos trabalhos sobre o efeito de pesticidas bem manejados sobre a microbiota do solo? Discuta. (1 ponto)

Boa parte dos estudos que avaliam os efeitos do uso de pesticidas bem manejados sobre a microbiota do solo evidenciaram que a população microbiana possui a capacidade de se recuperar rapidamente da atuação dos pesticidas, ou seja, há um declínio acentuado da população inicialmente e posterior recuperação e adaptação ao longo do tempo, tempo este estimado em cerca de 30 dias. Após este período a população começa a aumentar participando da degradação do pesticida presente. O que ocorre com a utilização de alguns pesticidas pode ser comparado aos efeitos que ocorrem naturalmente no ambiente como condições anaeróbicas provenientes da compactação do solo, manejo mal dimensionado, dentre outros, porém o grande diferencial é que com a utilização de pesticidas há uma grande chance de promover uma perda da diversidade microbiana, já que apenas os organismos mais resistentes passam a prevalecer. Assim, o uso de pesticidas com efeito residual superior a 60 dias são mais perigosos para os microrganismos, porem ainda há a necessidade de estudos que evidenciem melhor estas condições. Existem ainda estudos que afirmam que estes produtos podem ter efeitos irreversíveis sobre os

microrganismos causando danos permanentes a população, todavia, estes resultados são questionados pois

geralmente estes efeitos na sua maioria são temporários, assim, os pesticidas devem ser utilizados de maneira

adequada e consciente para que não interfiram de forma danosa na atividade dos microrganismos do solo

prejudicando a sua atividade.

2 ok

5. Discuta o conhecimento atual sobre a ciclagem de C na rizosfera, em particular no que tange às nossas condições agroecológicas. (2 pontos)

A quantidade de C da biosfera é muito pequena quando comparada ao que é encontrado na litosfera, porém esse reservatório é de grande importância por conter a maior parte do C circulante do planeta. Mudanças no uso e cobertura do solo, manejo e produtividade da planta podem influenciar na biomassa, na estrutura e nos processos funcionais de microrganismos do solo. Quando se trata de estudos da ciclagem de carbono na rizosfera esse assunto ainda gera muitas dúvidas neste tipo de avaliação. Os microrganismos adaptados a rizosfera participam da ciclagem de nutrientes de uma maneira diferenciada já que se multiplicam de maneira mais rápida utilizando fontes de carbono mais simples se comparados aos microrganismos adaptados para solos não-rizosférico. A ciclagem de C na rizosfera se dá de forma mais rápida devido aos exudatos radiculares favorecerem a atividade microbiana, fazendo com que o C seja liberado para o solo. Quanto maior for a distância que os microrganismos se encontrem da raiz, significa que a pressão parcial de CO2 diminui e a de O2 aumenta, assim o efeito rizosférico sobre a ciclagem de carbono pode ser bastante diminuído, pois a atividade dos microrganismos diminui. Sob nossas condições de cultivo, essa ciclagem ocorre de maneira acelerada se comparada a

ambientes de zonas temperadas, onde a temperatura se torna um fator bastante importante na atividade microbiana. Em áreas com boas condições de umidade e sem problemas de impedimento para o crescimento das raízes, os microrganismos encontram condições favoráveis para se desenvolverem, podendo atuar mais na ciclagem de nutrientes havendo uma boa diversidade nesta área. Alguns efeitos benéficos ou maléficos podem ocorrer nessa área caso haja desequilíbrio na população existente ou ainda que haja impedimentos ao crescimento das raízes, o que prejudica a liberação de exudatos para o solo, podendo beneficiar os microrganismos patogênicos, o que não se torna interessante em nível agronômico. Na rizosfera ocorrem inúmeros processos de interações entre diferentes grupos de microrganismos e os estudos nesta área ainda são um desafio para a engenharia genética, devendo ser ainda esta ciclagem mais estudada para elucidar alguns processos.

1.5 superficial

6. Discuta potenciais mecanismos pelos quais o enorme gasto energético das plantas

com a exudação de carbono rizosférico poderia ser justificado de um ponto de vista evolutivo. Discuta em particular relações com a microbiota do solo.

Em branco

7. Discuta as duas principais linhas de pesquisa da literatura sobre o efeito de xenobióticos sobre a microbiota do solo

Segundo Silva et al. (2005) os xenobióticos são compostos químicos sintetizados pelo homem, incluindo detergentes, agrotóxicos, compostos orgânicos (que não participam dos ciclos globais), bem como uma ampla variedade de subprodutos da indústria química, abrangendo, portanto, um grande número de moléculas com diferentes modos de ação e toxicidade. A utilização de xenobióticos pode influenciar a dinâmica dos micro-organismos do solo. A atividade dos organismos no solo é considerada um atributo positivo para a qualidade do solo, sendo que pequenas alterações podem estar associadas com mudanças na atividade da biota em função de perturbações provocadas pelo manejo (Reis et al., 2008). Os impactos dos xenobióticos sobre os micro-organismos do solo podem ser avaliados pelo emprego de indicadores microbiológicos visando avaliar a qualidade do solo. Dentre os indicadores microbiológicos de qualidade do solo destacam-se: a taxa respiratória, quantificação microbiana e estudo da diversidade bacteriana, que são parâmetros fundamentais para entender o funcionamento do ecossistema. Segundo Sá et al. (2000) uma alta taxa respiratória indicará maior atividade microbiana e uma decomposição mais rápida do material orgânico do solo, com consequente liberação de nutrientes para as plantas. Na natureza, as bactérias encontram-se principalmente em associação com espécies diferentes, que compõem as comunidades bacterianas. Estas comunidades ocupam todos os nichos terrestres, colonizando ambientes como: solo, água, ar, plantas e animais (Andreote et al., 2009). 0 – Relação com a pergunta? Não pedi para definir xenobiótico ou microbiota, nem medidas ligadas a ela, mas sim descrever a pesquisa atual ligando os dois aspectos.

8. Resuma o capítulo de modo a permitir um bom entendimento geral.

Em branco

9. Discuta as principais técnicas de biorremediação. (3 pontos) A biorremediação se utiliza de alguns métodos que são basicamente classificados em in situ e ex situ; ineficiência destas técnicas varia de acordo com a diversidade do rejeito, das concentrações do contaminante, da toxicidade e persistência, dentre outros fatores. A biorremediação in situ trata do material contaminado no local, onde, por exemplo, os poluentes orgânicos são degradados biologicamente em condições naturais, já a ex situ está relacionada com a remoção do material contaminado para ser tratado em outro local, o que pode tornar o processo economicamente inviável dependendo do tratamento empregado. Sendo a biorremediação pode ser dividida em passiva, bioestimulação, bioventilação, bioaumentação, landfarming e

compostagem. A biorremediação passiva consiste na degradação promovida naturalmente pelos microrganismos indígenas do solo. Esta forma de biorremediação é tida de baixo custo e simpes de ser realizada já que não depende da introdução de fatores externos para acelerar o processo. No caso da bioestimulação como o nome sugere, consiste na adição de nutrientes que tem a função de estimular os microrganismos indígenas a promoverem a destoxificação 1 – isto é discussão?

10. Discuta o conhecimento atual sobre a ciclagem de C na rizosfera, em particular no que tange às nossas condições agroecológicas. (2 pontos)

A maior parte da atividade microbiana do solo está localizada principalmente em uma zona do solo que está em íntimo contato com a superfície das raízes que é chamada de rizosfera. Nesta zona ocorrem inúmeros processos de iteração entre os diferentes grupos de macro e microrganismos e a planta. Uma comunidade microbiana se estabelece ao redor das raízes até onde a concentração de nutrientes liberada pelos exsudatos e lisatos radiculares é suficiente para suportar seu crescimento. A rizosfera é uma fronteira ainda inexplorada para a engenharia genética. Os processos que ocorrem nesta zona do solo influenciam a incidência de doenças das plantas e sua nutrição, por sua vez, as raízes influenciam a dinâmica e a composição das comunidades microbianas qualitativa e quantitativamaente. Por etsas razões, os microrganismos rizosféricos são excelentes bio-indicadores para avaliar qualquer alteração benéfica ou maléfica que possa ocorrer no solo. Aas PGMs devico a introdução de novos genes que podem expressar proteínas ou produtos do metabolismo que seguramente serão liberados pelos exsudatos ou lisatos radiculares; o efeito benéfico ou maléfico destes produtos no maio ambiente pode ser valiado pelas alterações que ocorrem nas comunidades microbianas que vivem na rizosfera. Por outro lado as PGMs podem também alterar qualitativamente microrganismos benéficos da rizosfera, resultado da composição dos seus exsudatos. Uma PGM poderia ter maior resistência a fitopatógenos ou pragas por conter nos seus exsudatos compostos que estimulam populações de microrganismos antagonistas destes patógenos ou pragas. 0 – Não localizei sequer menção a ciclagem de nutrientes que é o tema da questão

11. + Discuta as duas principais linhas de pesquisa da literatura sobre o efeito de xenobióticos sobre a microbiota do solo (1 ponto)

=

Como o impacto sobre a biota e sobre os processos do solo é de grande importância, microbiologistas procuram entender duas linhas de pesquisa, a saber: a) a biodegradação dos xenobióticos juntamente com a redução da bioacumulação; b) o efeito dos xenobióticos na atividade dos microrganismos. Um importante papel da biota do solo é a biodegradação dos xenobióticos, pois isso destoxifica o ambiente e ainda evita que o solo se torne um depósito de substâncias com efeitos diversos nos quais poderiam prejudicar a qualidade dos alimentos, da água e também do ambiente como um todo. A biodegradação diz respeito a transformações químicas realizadas pela ação direta de microrganismos ou indireta, pelas enzimas extracelulares, em que essas transformações resultam na dissipação do composto (no caso xenobiótico). A transformação de xenobióticos pelos microrganismos é resultado de reações enzimáticas oxidativas, redutivas e hidrolíticas que muitas vezes é executada por uma comunidade de microrganismos e não apenas por uma população. São vários fatores que influencias na biodegradação, como as características do próprio composto, dos microrganismos, do solo e a interação entre esses. Os xenobióticos podem causar efeitos maléficos ou benéficos na microbiota do solo, sendo esses efeitos de baixa duração e menos graves do que os efeitos de estresse natural como a anaerobiose, compactação do solo, predação microbiana e variações na temperatura do solo. Os efeitos variam em função da característica do xenobiótico, da dosagem, frequência de aplicação, condições ambientais e tipo de resposta microbiana empregada. O tempo de recuperação microbiana do solo ao efeito de xenobióticos depende do nível da atividade da população remanescente, pois quanto maior é essa atividade mais rápida ela se recupera. Geralmente a recuperação da microbiota alcança níveis superiores ao original, devido aos resíduos dos microrganismos mortos e do xenobiótico aplicado servirem de substrato para os microrganismos

remanescente que se proliferam com vigor, além das modificações físicas químicas e físico-químicas no solo benéficas que o xenobiótico proporciona ao final do seu período biocida. Alguns produtos químicos depositados no solo acidentalmente ou usado constantemente por muito tempo podem afetar os microrganismos irreversivelmente. Efeitos não-alvo de alguns biocidas podem ser benéficos ou maléficos, pois um fungicida pode livrar as plantas de doenças fungicas mas pode também inibir as micorrizas nas quais favorecem a absorção de água e nutrientes para as plantas. A interação entre xenobióticos e os microrganismos do solo tem grande importância na saúde ambiental e humana, além de ser complexa e intensa, o que chama a atenção ao estudo de microbiologistas. 1 ok, embora algo superficial

12. + Discuta as principais técnicas de biorremediação. (3 pontos) = A bioventilação é uma técnica in situ simples, de baixo custo, que requer equipamentos nos quais precisam de baixa manutenção, ela consiste de favorecer a biodegradação aeróbica do solo contaminado pela distribuição de gases estimulantes como o O2 e CH4 na subsuperfície do solo contaminado. A bioestimulação é outra técnica in situ na qual estimula a biodegradação do solo ou do lençol freático contaminado por microrganismos indíginas pela aplicação de soluções a base de água rica em nutrientes, como o N e P, na subsuperficie do solo. É uma das técnicas de baixo custo e simples de aplicar. A remediação passiva ou atenuação natural é mais outra técnica in situ na qual foca apenas na verificação e monitoramento do processo de remediação natural do próprio solo pelos seus próprios microrganismos indígenas. É uma técnica pouco efetiva d por isso de longa duração, e de custo baixo, pois deixa praticamente o solo descansando, realizando apenas a avaliação e o monitoramento da área. Deve-se considerar nos custos a taxa de degradação, pois como se trata de uma técnica de longa duração se vai passar muito tempo realizando avaliações o monitoramento. Landfarming é uma técnica de biorremediação que pode ser tanto in situ ou ex situ, pois consiste em misturar por aração ou gradagem o material contaminado que pode ser do próprio local onde se está aplicando a técnica ou ser transportado de outro lugar e aplicado via liquida ou sólida na camada arável do solo. Essa camada pode atingir 50 cm de profundidade e é onde está a grande maioria dos microrganimos que irão dissipar os xenobióticos. Ainda se procede o ajuste do solo por meio de aeração, nutrientes e umidade em quantidade adequada para aumentar a atividade dos microrganismos. É uma técnica simples, de grande eficiência, degradando o contaminante em curto tempo em relação as técnicas já comentadas acima. Fitorremediação é um técnica in situ de baixo custo, simples e efetiva que pode ser aplicada na remediação de solos e de lençol freático. Nesta técnica plantas são cultivadas no solo contaminado e elas vão capturar o contaminante e acumular em sua biomassa, que posteriormente é colhida e feito o tratamento desta biomassa. As plantas também proporcionam a imobilização ou a fitoestabilização do contaminante em subsuperfície; liberar enzimas nas quais atuarão nos contaminantes; estimular a atividade dos microrganismos na rizosfera. A fitorremediação pode ser usada em conjunto com a técnica de Landfaming tornando ainda mais eficiente o processo de remediação. Bioaumentação, também uma técnica in situ, na qual é feita a inoculação do solo com culturas puras ou com culturas de consorcio microbiano, nos quais possuem microrganismos selecionados para degradação do contaminante. É uma técnica de degradação bem acelerada, recomendada para degradação de xenobióticos muito recalcitrante, em contaminações recentes e onde se precise remediar logo. Essa técnica pode ser usada junto com outras técnicas para maximizar a dissipação dos xenobióticos. Biotratamento de controle da fase sólida, um tratamento ex situ, seguro e eficaz devido ao total controle da pilha do material contaminado, sendo recomendado para solos contaminados com compostos de elevado risco ambiental. A compostagem é uma subdivisão do tratamento anterior, e trata de uma técnica de biorremediação ex situ que consiste em fazer montes do material contaminado e proporcionar

condições favoráveis para a decomposição aeróbica e termófilica pela população quimiorganotrófica. É um tratamento controlado dando segurança e aumenta a eficiência da biorremediação. 3 ok

13. + Discuta alguns dos problemas metodológicos encontrados em estudos de ecologia e ciclagem de C da rizosfera, e consequências destes problemas. (2 pontos)

= Condições controladas em laboratório e em casa de vegetação, não são iguais as condições reais de campo, onde possui condições nas quais não são controladas. Às vezes apenas fornece uma ideia do que ocorreria no campo e bota em dúvida a aplicabilidade do experimento. Estudos feitos em plantas em um estádio de desenvolvimento não podem ser aplicados para outras plantas em outros estádios, pois as plantas mais velhas tendem a exsudar maiores quantidades de compostos orgânicos em relação as mais novas. Muitas das técnicas são cansativas, caras e não é aplicável em condições de campo, o que inviabiliza o seu uso. Há numerosas dificuldades metodológicas, como a dificuldade de separar raízes finas, pois pode ser deixada alguma raiz na amostra e assim afetar os resultados. É necessário reconhecer o quanto a metodologia representa das condições de campo, entender como e em quais condições ela esta sendo executada, e também usar o bom senso, para que não ocorra equívocos na interpretação e comparação dos resultados. 1,5 muito superficial. Por exemplo, sequer menciona problemas como a velocidade de ciclagem das raízes finas

14. + Discuta potenciais mecanismos pelos quais o enorme gasto energético das plantas com a exudação de carbono rizosférico poderia ser justificado de um ponto de vista evolutivo. Discuta em particular relações com a microbiota do solo. (2 pontos)

= As plantas podem exsudar compostos na rizosfera nos quais influenciam a microbiota da rizosfera e beneficiam a própria planta, esses compostos podem inibir, repelir ou estimular microrganismos, também podem atuar como sinais moleculares em associações de microrganismos com plantas. Os aleloquímicos pertencem a esses compostos. Os aleloquímicos fazem a comunicação de raízes e microrganismos patogênicos. As plantas são capazes de secretar fitoalexinas, proteínas e outros compostos que vai defendê-la dos patógenos. Flavonoides exsudados pelas raízes influenciam nos primeiros passos da comunicação entre planta e simbionte, fazendo ativar os genes que vão causar a nodulação em bactérias e a nodulação micorrízica em fungos. Um fenômeno importante ocorrendo na rizosfera é a quimiotaxia, pois ocorre quando diferentes substâncias químicas vegetais atraem ou repelem bactérias ou estádios de fungos móveis. Por serem compostos que influenciam os microrganismos beneficiando a própria planta, é justificado do ponto de vista evolutivo por compensar o gasto de energia para produzir tais compostos e liberá-los na rizosfera. 2 ok

15. + Resuma o capítulo de modo a permitir um bom entendimento geral. (2 pontos) Rizosfera

As raízes dão suporte a planta e absorve água e nutrientes, no solo as raízes liberam diversos materiais orgânicos originados da fotossíntese, vindo das folhas pelo floema. Estima-se que 60% do carbono fotoassimilada seja transportado para as raízes, nos quais a metade liberado na forma de CO2 pela respiração, e a outra metade utilizados no crescimento das raízes ou liberados para o solo contribuindo para o aumento da matéria orgânica do solo e para a nutrição de microrganismos. As raízes também liberam íons e gases que podem alterar o ambiente externo favorecendo ou não os organismos. Raízes afetam significamente o sol resultando em alterações nas características físicas, químicas e biológicas ao seu redor, e por isso distingui das zonas de solo nas quais não sofrem a sua influência. Rizosfera é a zona de influencia das raízes que vai desde a sua superfície até uma distância de 1 a 5 mm. A rizosfera pode ser dividida em: Ectorrizosfera => área externa das raízes e vai até 20 micrometros a partir da superfície da raiz;

Endorrizosfera => dos tecidos corticais até o rizoplano, com cerca de 10 micrometros de espessura; Rizoplano => superfície limítrofe entre a raíz e o solo, com 1 micrometro de espessura; Actinorrizosfera => área de influencia das raízes pela simbiose de raízes com actinomicetos fixadores de nitrogênio; Micorrizosfera => área de influencia das raízes pela simbiose de raízes com fungos micorrízicos. Espermatosfera => área de influência ao redor das sementes que é, mas expressiva durante a sua germinação, pois ocorre mobilização de reservas de carboidratos. A rizosfera é o “paraíso dos microrganismos” devido a maior disponibilidade de substratos orgânicos e fatores de crescimento, nos quais favorecem intensa atividade metabólica das populações, influenciando direta e positivamente o tempo de geração microbiano. Os tipos de materiais orgânicos depositados na rizosfera são: - Exsudatos: possui grande diversidade química, baixo peso molecular, geralmente solúvel em água, vem de diversos processos metabólicos, vazam sem gasto de energia; - Secreções: baixo peso molecular ou normalmente alto, vazam junto com os exsudados, mas com gasto de energia, originados de processos metabólicos. - Mucilagens: polissacarídeos hidratados com cadeias de galactose e ácidos galacturônicos com blocos de diversos açúcares tais como glicose, galactose, arabinose e fucose. Possui diferentes origens, também podem serem secretados por microrganismos. Tem aspecto gelatinoso, lubrificam enquanto as raízes avançam no solo e também protegem os microrganismos contra a dessecação. - Mucigel: possui diversas origens, produzidas tanto por plantas como microganismos, tem efeito marcante na agregação do solo. -Lisados: compostos resultantes da autólise de células epidérmicas velhas e senescentes. Os exsudatos e secreções alem de produzidos também são utilizados pelos microrganismos, sendo a glicose o composto mais excretado pelas plantas e mais usado pelos microrganismos. Vários compostos exsudados de baixo peso molecular são volatilizados a temperaturas e pressões ambientais, difundindo-se a distâncias além da rizosfera, influenciando organismos do solo não rizosférico. A mucilagem e o mucigel possuem capacidade de troca de íons e são fontes de prótons, desempenhando assim importante papel na nutrição vegetal. A natureza hidrofílica relacionada com o grau de hidratação afeta a movimentação de íons a serem adsorvidos pelas plantas, quanto maior o grau de hidratação menor a permeabilidade aos íons. Seus grupos carboxílicos estabelecem fortes ligações com metais polivalentes das argilas do solo, influenciando assim pelo menos parcialmente a agregação e a estabilidade dos agragados. Eles são um excelente habitat para a microbiota. Materiais orgânicos depositados na rizosfera variam em quantidade e qualidade, devido a fatores como: espécie vegetal, idade, vigor das plantas, tipo de solo, os próprios organismos do solo, luz, temperatura, umidade, etc. Plantas mais vigorosas, velhas, em solo fértil, com ótimas condições ambientais, tendem a depositar mais. A deficiência de nutriente afeta principalmente compostos que apresentam o elemento em sua composição. As espécies vegetais apresentam diferenças marcantes na arquitetura de seus sistemas radiculares, resultando na exploração de diferentes regiões do solo. O influxo de nutrientes pelas raízes é heterogênio no tempo e no espaço. As raízes adventícias, laterais, nodais, pivotantes, basais e seminais apresentam diferentes influxos de nutrientes. O pH é o fator que físicoquímico que é mais alterado no ambiente rizosférico, sendo influenciado pela extrusão de H+ ou HCO3

-, exsudados radiculares, absorção de nutrientes pelo sistema radicular e processos como a fixação biológica de N2, na qual tende a liberar prótons e reduzir o pH rizosférico devido a incorporação de N2 como NH3. Geralmente o pH da rizosfera pode ser diferente um a duas unidades do solo adjacente. Quando a absorção de cátions excede a de ânions, ocorre extrusão de H+ causando acidez na rizosfera, e quando os ânions sãos os mais absorvidos ocorre extrusão de HCO3

- elevando o pH.

A maior distância da raiz a pressão parcial de CO2 diminui e a pressão parcial de O2 aumenta, pois a respiração das raízes e da comunidade microbiana da rizosfera é mais intensa quanto mais perto da raiz. O potencial hídrico na rizosfera varia bastante e é influenciado pela planta, pois depende do gradiente entre folhas e raízes, nos quais são influenciados pelos fatores climáticos e edáficos. A osmolaridade da solução do solo é maior que no não rizosférico, devido a exclusão de solutos durante a absorção de água pelas raízes, liberação de exsudados radiculares e de exopolímeros, pelas raízes e organismos. Com isso, a adaptação a elevada osmolaridade é importante característica para microrganismos que colonizam a rizosfera. O impedimento ao crescimento das raízes causa estresse. Quanto maior a pressão do impedimento maior será o seu efeito em diminuir o alongamento das raízes, podendo causar modificações na fisiologia das plantas, aumentando, por exemplo, a quantidade de exudados. Devido a quantidade a diversidade de compostos orgânicos depositados na rizosfera, e o ambiente físico-químico, a quantidade de diversos microrganismos na rizosfera pode exceder mais de mil vezes aquela do solo não rizosférico. Mas são encontrados menores quantidades de algas na rizosfera, pois elas fotossintetizam, sendo capazes de colonizar o solo não rizosférico onde substratos orgânicos não estiverem disponíveis. A medida a distância da rizosfera diminui, aumenta a incidência de organismos dos mais diferentes grupos. Os microrganismos colonizam cerca de 4 a 10% da superfície da raiz, formando pequenas colônias dispersas em junções das células epidérmicas ou em orifícios causados por injúrias ou em áreas de células descamadas e na mucilagem nas pontas das raízes, indicando que essas áreas são importantes em termos de exudação. O efeito rizosférico não favorece a apenas uma espécie microbiana. A comunidade microbiana pode variar devido a espécie vegetal, cultivar vegetal, tipo de solo, sistema de uso da terra e ecossistemas, pois influenciarão nos compostos orgânicos em quantidade e qualidade, e no ambiente do solo. Na rizosfera podem ocorrer diversas substãncias alelopáticas que inibem ou estimulam os microrganismos, além de outras que atuam como sinais moleculares em simbioses mutualístas ou parasíticas de microrganismos e plantas. Aleloquímicos podem sair das plantas por volatização, lixiviação das plantas ou de resíduos pela chuva, da decomposição de resíduos ou pela exsudação de raízes. Eles variam de gases simples e compostos alifáticos e compostos aromáticos complexos, e são derivados do metabolismo secundário de planta e de microrganismos, não sendo essenciais para o crescimento, mas para interações entre organismos e no estabelecimento e manutenção das comunidades vegetais terrestres. A quimitaxia é outro fator importante na rizosfera, quando bactérias ou estádios de fungos móveis são atraídos ou repelidos por diferentes substâncias químicas vegetais. Diluições afetam drasticamente seu efeito, mais pronunciado na rizosfera, provavelmente devido a sua liberação constante e maior estabilidade das condições físicas-químicas. Fungos ou bactérias podem ser microrganismos endofíticos que, durante toda ou parte de seu ciclo de vida, invadem tecidos de plantas vivas através de feridas ou produção de enzimas hidrolíticas, como as bactérias patogênicas, mas não causam sintomas de doenças. Os microrganismos endofíticos não estão sujeitos à interferência da elevada variação dos fatores físicos, químicos e biológicos que ocorrem nessas zonas e que podem afetar os processos mediados por eles. Microrganismos também estimulam a exsudação das plantas, pois uma maior porcentagem de CO2 fotossinteticamente era liberada na rizosfera quando microrganismos estavam presentes. Os efeitos dos microrganismos sobre as plantas podem ser: - Benéficos => decomposição e mineralização da matéria orgânica, fixação biológica de N2, nitrificação, amonificação, agregação e estabilidade de agregados do solo, produção de enzimas, vitaminas e cofatores e simbiontes com fungos micorrízicos. - Maléficos => desnitrificação, redução de sulfato, produção de compostos inibitórios e imobilização de nutrientes. Substâncias reguladoras do crescimento são compostos orgânicos que influenciam processos nas plantas, são eles auxinas, giberelinas, citoquininas, etileno e ácido abcísico. Podem ser: Endógenas ou fitormônios => quando produzidas pelas plantas;

Exógenas => quando um microrganismo a produz; Sintético Minerais contendo nutrientes podem ser solubilizados por microrganismos especializados e assim liberar nutrientes disponíveis para o crescimento vegetal. Os mecanismos estão associados à excreção de ácidos orgânicos que diminui o pH. Uma mesma espécie pode solubilizar diferentes minerais. Esses microrganismos parecem serem mais abundantes na rizosfera das plantas. Microrganismos afetam positivamente a absorção de nutrientes, devido a processos microbianos como FBN, micorrizas e solubilização de minerais que disponibilizam nutrientes em maior quantidade para as plantas. Os microrganismos podem influenciar positivamente ou negativamente na translocação de nutrientes dependendo da espécie vegetal. Em condições de baixa disponibilidade de nutrientes pode ocorrer competição por nutrientes entre plantas e microrganismos, resultando na diminuição do conteúdo nos vegetais causando deficiência de elementos nas plantas, pois o tempo de geração dos microrganismos é muito menor do que das células das raízes, causando uma incorporação mais rápida de nutrientes na biomassa microbiana. Como exemplo de quelação e compleação de metais, sideróforos têm alta afinidade por Fe formando quelatos com ele, tornando-o assim menos disponível, em especial para patógenos da rizosfera, sendo um mecanismo de controle biológico. Patógenos são microrganismos que causam desordem no metabolismo nutrição e/ou filsiologia das plantas causando redução do crescimento e fotossíntese, aumento da respiração, translocação de nutrientes, entre outros. Um longo tempo de monocultura tende a estimular os patógenos por reduzir a diversidade biológica e o equilíbrio biológico. Microrganismos benéficos sem serem simbiontes radiculares, podem ser manipulados para aumentar a produtividade vegetal. São elas, as Rizobactérias Promotoras do Crescimento de Plantas (RPCP), nas quais vivem na rizosfera sem estabelecer relações simbióticas com plantas; produzem substâncias promotoras do crescimento vegetal; interferem na nutrição de plantas; fazem o controle biológico de fitopatógenos através da produção de sideróforos, HCN e/ou antibióticos, enzimas extracelulares e competição por nutrientes e sítios de infecção; além de serem competidores eficientes que deslocam outros microrganismos. O controle biológico pode ser realizado pela inoculação de sementes e introdução de antagonistas a um determinado patógeno. Também pode fazer um controle integrado que envolve a inoculação e a manipulação ambiental de modo a favorecer a planta e o antagonista e/ou desfavorecer o patógeno. 2 ok

16. [2.000] (IP:281473652452179 | 12:10:41 | 23:52:18 | 41:37 | 25.832) Discuta alguns dos problemas metodológicos encontrados em estudos de ecologia e ciclagem de C da rizosfera, e consequências destes problemas

Muito dos estudos metodológicos não exprimem o comportamento in situ, não levando em consideração características como: solo, estrutura, estado nutricional, pH, presença de populações microbianas e da fauna, a temperatura, a intensidade luminosa, concentração de CO2, o estágio de desenvolvimento da planta e presença de associações micorrízicas. Estas propriedades não são levadas em consideração uma vez que as metodologias em sua maioria são realizadas em laboratório e sob condições controladas. Estudos baseados em modelagem que são utilizados para estudo da dinâmica do C são ainda mais complicados pela grande variedade de unidades de medidas utilizadas para a obtenção de resultados, já que toma por base comparações entre métodos, bem como comparações de diferentes estudos, utilizando o mesmo método. Métodos mais elaborados como estudos de rotulagem contínua, e abundância natural, são caros e difíceis e a separação de raízes muito finas do solo é difícil para análise, pois algumas podem ser deixadas na amostra de solo, afetando os dados resultantes relativas à dinâmica de carbono no solo. Técnicas moleculares exigem um conjunto de ferramentas e habilidades moleculares muito específicas, bem como equipamento dispendioso para a modificação genética de populações

microbianas. Além disso, eles não proporcionam dados sobre carbonos perdidos a partir da rizosfera devido à respiração. ok

17. [2.000] (IP:281473652452179 | 12:11:09 | 23:52:34 | 41:25 | 15.522) Resuma o capítulo de modo a permitir um bom entendimento geral.

As raízes das plantas têm como funções principais o suporte e absorção de água e nutrientes. Entre outras funções, promove o transporte de fotoassimilados da parte aérea para raiz através do floema liberando diversos tipos de materiais orgânicos para o solo. As raízes também liberam íons e gases que podem alterar o ambiente externo favorecendo ou não os micro-organismos e que também podem ser utilizados por eles. Já a rizosfera é aquela zona de influência das raízes que vai desde de sua superfície até uma distância de 1 a 3 mm. A rizosfera é considerada como o “paraíso de micro-organismos”, uma vez que possuem propriedades físico-quimicas com elevada estabilidade, que estão associadas ao fornecimento constante de substratos orgânicos e fatores de crescimento, favorecendo a intensa atividade metabólica das populações. Os substratos orgânicos depositados constantemente na rizosfera variam em função da quantidade e qualidade, dependendo dos diversos fatores como: espécie vegetal, idade e vigor das plantas, tipo de solo e fatores ambientais, como luz, temperatura e umidade, entre outros. Dentre os substratos temos aqueles liberados de células vivas para o solo e os liberados de tecidos senescentes ou mortos, que como exemplos temos: exsudatos e secreções (maior proporção glicose), mucilagens e mucigel (presença de grupos carboxílicos COO-) e lisados. Estes substratos orgânicos variam quanto ao baixo ou alto peso molecular, ao tipo de liberação, aos processos metabólicos envolvidos, a funções de lubrificação e proteção das raízes. Fatores que influenciam positivamente a fotossíntese têm influencia direta a quantidade de exsudatos liberados. Desta forma, plantas mais vigorosas e mais velhas, além de plantas em solos ricos em nutrientes e sob condições ambientais ótimas, tendem a exsudar maiores quantidades de compostos orgânicos. Injurias causada por diversos fatores podem favorecer a exsudação destes compostos, no entanto, em função de um grande estresse para planta. Os fatores físico-químicos mais alterados no ambiente rizosférico são o pH (pela extrusão de H+ ou HCO3-), mas também pelos exsudatos radiculares, absorção de nutrientes pelas raízes e fixação biológica de N. Condições de Oxigenio, Gas carbônico, potencial hídrico e osmolalidade também apresentam variações em ambiente rizosférico quando comparados a ambientes não rizosférico. Estas peculiaridades em ambientes rizosférico, além de maiores compostos orgânicos depositados na rizosfera, a quantidade e diversidade de micro-organismos muitas vezes excedem mais de mil vezes aquela do solo não rizosférico. Micro-organismos rizosférico podem se dividir em oportunistas e estrategistas, que correspondem respectivamente a pequenos, de crescimento rápido, com alta capacidade competitiva, localizando em raízes mais novas e aqueles maiores, crescimento mais lento, são especializados e predominam raízes mais velhas. A comunidade microbiana pode variar em função da espécie vegetal. Tipo de solo e até da cultivar vegetal, pois estas influenciam compostos orgânicos exsudatos em quantidade e qualidade, selecionando ou favorecendo um grupo de micro-organismos. Os micro-organismos endolíticos (fungos ou bactérias) são aqueles que durante todo ou parte do seu ciclo de vida invadem os tecidos das plantas sem causar sintomas de doenças. No entanto, podem causar efeitos benéficos ou maléficos como: danificação dos tecidos radiculares, alterações no metabolismo, utilização de certos componentes nos exsudatos, excreção de enzimas, toxinas e antibióticos e alteração na disponibilidade, acessibilidade e assimilação de nutrientes minerais. Uma das tecnologias microbianas envolvidas para promover uma melhora na rizosfera através de atividades de micro-organismos é a inoculação (Rizobactérias Promotoras de Crescimento de Plantas). No entanto para qualquer tecnologia microbiana a ser utilizada, deve-se ter conhecimento quanto aos diversos fatores físicos, químicos e biológicos do ambiente rizosférico e

da interação entre eles para obter sucesso desejado. ok

18. [0.000] (IP:281473652452179 | 12:11:36 | 23:53:24 | 41:48 | 48.844) Discuta as principais técnicas de biorremediação.

As técnicas de biorremediação podem ser classificadas como ex situ ou in situ [22]. Ex situ são aquelas que envolvem a remoção física da área contaminada para outra (possivelmente no local) para o tratamento e biorremediação in situ envolve o tratamento de material contaminado no próprio lugar. Exemplos de Biorremediação in situ: A bioventilação está relacionada à biodegradação aeróbica de contaminação do solo, e é estimulada pelo fornecimento de oxigênio em subsuperfície. Isto é conseguido através da injeção ou extração de ar através do solo não saturado em um sistema passivo. Esta tecnologia foi desenvolvida para tratar principalmente a contaminação do solo por combustíveis não-halogenados com compostos orgânicos voláteis (VOCs) e compostos orgânicos semi-voláteis (SVOCs), pesticidas e herbicidas. A tecnologia requer a presença de organismos nativos capaz de degradar os contaminantes de interesse, bem como a nutrientes necessários para o crescimento. Além disso, é necessário que os contaminantes estejam disponíveis para os organismos, e não adsorvidos aos coloides do solo. Bioventilação não é tão eficaz no tratamento de áreas onde o lençol freático é alto e solos com teor de umidade muito baixa. Bioestimulação, onde a biodegradação no subsolo pode ser estimulada pela adição de soluções à base de água, transporte de nutrientes, aceitador de eletrons ou outras alterações. Age para os mesmos contaminantes relacionados a bioventilação, no entanto, não é recomendado para locais em concentrações elevadas de sais inorgânicos , de metais pesados ou compostos orgânicos, uma vez que estes impedem o crescimento microbiano. Air-sparging estimula a biodegradação aeróbica de água subterrânea contaminada pelo fornecimento de oxigênio em subsuperfície. Isto é conseguido através da injeção de ar abaixo do lençol freático. A tecnologia exige a presença de organismos nativos capazes de degradar os contaminantes de interesse, bem como os nutrientes necessários para o crescimento, bem como não adsorvidos ao solo. Atenuação natural é uma abordagem proativa que incide sobre a verificação e acompanhamento dos processos de remediação natural. Este método é um tratamento no local que usa processos naturais para conter a propagação da contaminação dos derramamentos químicos e reduzir a concentração e a quantidade de poluentes em sítios contaminados. Envolvem processos destrutivos, que destróem o contaminante, enquanto os processos não-destrutivos causam uma redução nas concentrações de contaminantes. Landfarming, esta tecnologia envolve a aplicação de material contaminada que foi escavado para a superfície do solo e revolvida periodicamente para misturar e arejar o material no local contaminado. Fitorremediação pelo uso de plantas que facilitam a remediação de poluentes através dos mecanismos de captação direta, e incorporação de contaminantes em biomassa de planta, imobilização ou fitoestabilização de contaminantes no subsolo, lançamento de enzimas de plantas na rizosfera que atuam ativamente sobre os contaminantes e estimulação da degradação bacteriana mediada na rizosfera. Exemplos de Biorremediação ex situ: Landfarming refere-se a aplicação e incorporação de contaminantes ou rejeitos contaminados na superfície do solo não contaminado para degradação. O solo é arado e gradeado para promover a mistura uniforme do contaminante e aeração em outro local onde não houve a origem de contaminação. Compostagem que refere-se a um processo de decomposição microbiana aeróbica controlada, com a formação de materiais orgânicos estabilizados que pode ser usado como condicionador do solo. Vermicompostagem é o termo dado ao processo de conversão de matéria biodegradável por minhocas em vermicomposto.

Biorreatores que são unidades onde ocorre a remoção da matéria orgânica pela ação de micro-organismos aeróbios submetidos à aeração. Plágio óbvio inclusive pela inclusão da citação no formato numérico no início do texto. Considerando que na ocorrência anterior deixei claro que isto é inaceitável, nem li o resto do texto. Isto é realmente muito decepcionante.

19. [2.000] (IP:281473652452179 | 12:11:54 | 23:53:47 | 41:53 | 22.785) Podemos esperar algum efeito do aumento do teor de CO2 atmosférico sobre a atividade rizosférica? Discuta, relacionando entre outros aspectos com o próprio efeito estufa.

Sim. Estudos demonstram que plantas cultivadas em condições elevadas de CO2 atmosférico frequentemente apresentam maior crescimento e um aumento desproporcional na alocação de C para as raízes. Nestes ambientes também foi evidenciado que a tendência nos cultivos é da respiração rizosférica aumentar em maior proporção do que a produção de biomassa, o que pode ser justificado primeiro, por as raízes crescidas sob elevadas taxas de CO2 exalar mais e ter maiores taxas de rotatividade de raízes crescidas sob o tratamento ambiental, resultando em um aumento mais que proporcional na respiração de rizosfera total sob elevada CO2. Em segundo, as associações microbianas na rizosfera foram reforçadas sob elevada CO2 do que sob ambiente CO2, resultando em maiores atividades microbiana de rizosfera por unidade de crescimento da raiz, esta ultima por maiores associações com fungos micorrízicos arbusculares e ectomicorrizas. ok

20. [1.000] (IP:281473652452179 | 23:53:47 | 23:54:24 | 00:37 | 36.796) Discuta detalhadamente a figura 6.9

A figura 6.9 refere-se à atividade de biomassa em relação à transformação de xenobióticos no solo. Vale salientar que apenas parte da biomassa é ativa, e apenas parte dessa é capaz de promover a degradação de determinada substância. Os micro-organismos heterotróficos do solo são os principais a realizar a transformação dos xenobióticos que possuem cadeia longa, em metabólitos diversos de cadeia menores, sendo esta degradação obtida por meio de produção de enzimas extracelulares, co-metabolismo ou catabolismo por parte dos micro-organismos. Partes destes metabólitos podem ser incorporadas em nova biomassa, tornando-se substrato para o próprio micro-organismo atuante, sendo esta biomassa formada posteriormente passível de sofrer mineralização e disponibilizando nutrientes, ou servir como reservatório de Carbono. Este reservatório de Carbono, como próprio nome já diz, se comporta como reservatório de fonte de energia, sendo esta utilizada pela população heterotrófica quando estas necessitam suprir suas necessidades. Os metabólitos produzidos da transformação inicial do xenobióticos funcionam como ação reguladora e atuam sobre a produção de enzimas extracelulares, co-metabolismo e catabolismo. Com a degradação de um determinado xenobióticos utilizado de forma contínua, ocorre a seleção ou indução catabólica em que degradadores são estimulados, no qual são em função de micro-organismos especializados, que geralmente formam um consórcio microbiano formando a biomassa competente. ok comentário:

21. [1.500] (IP:281473857259541 | 11:24:27 | 22:22:50 | 58:23 | 33.501) Resuma o capítulo de modo a permitir um bom entendimento geral.

O solo recebe grandes quantidades de uma variedade imensa de compostos químicos sintéticos, chamados xenobiótico. Substâncias antropogênicas que pode promover a contaminação e a poluição química do ambiente com sérias consequências ecológicas e à saúde. Grande parte dessas contaminações ocorre pelos pesticidas agrícolas, herbicidas; inseticidas e fungicidas, também conhecidos como agrotóxicos. Esses xenobiótico não degradam como a mesma

velocidade que as de origem biogênica, podendo variar de uma substância pra outras. Portanto, vários aspectos relacionados à microbiologia e bioquímica do solo, como persistência, impacto no solo e biodegradação são alvos de estudos. A princípio, o destino e o comportamento dos pesticidas pode sofrer influência de várias alterações químicas que determinam sua dissipação, desaparecimento do composto original no solo, e persistência, definida como o período em que o produto permanece no solo. Há produtos que ao se dissipar, geram metabólicos tão ou mais tóxicos que a molécula original, por isso a importância dos estudos sabendo que esses xenobiótico podem ser transferidos do solo para os organismos, como plantas, componentes da biota microscópica e meso e macrofauna, entrando na cadeia trófica do ecossistema, podendo atingir o homem. O comportamento e o destino de determinado composto no solo dependem da estrutura química e aspectos funcionais da molécula como a quantidade e a frequência de aplicação, condições físicas, químicas e biológicas do solo, onde a menor retenção pode favorecer a degradação, mas oferece maior risco de lixiviação, enquanto alta retenção pode favorecer o acúmulo no solo e o risco a longo prazo. A decomposição dessas substâncias constitui um dos mais importantes papéis da biota do solo, podendo também ser abiótica, mas estudos in vitro revelam a maioria dos xenobiótico é potencialmente tóxico para os microrganismos, porém, mesmo que um produto iniba certos microrganismos, funções globais podem não ser afetadas graças a “redundância funcional”. Contudo, não existe procedimentos mais apropriados para avaliar o impacto dos xenobiótico, mas indicadores sensíveis de funções essenciais à produtividade do ecossistema, como a atividade da fosfatase ácida, degradação da matéria orgânica e nitrificação. Porém, evidências científicas disponíveis permitem afirmar que “desde que os pesticidas sejam aplicados seguindo-se rigorosamente as recomendações técnicas, seus efeitos ecológicos e funcionais na comunidade microbiana do solo são geralmente temporários”. superficial

22. [1.500] (IP:281473857259541 | 11:24:53 | 22:23:28 | 58:35 | 23.084) Discuta as principais técnicas de biorremediação.

A biorremediação pode ser: passiva, processo natural de degradação pelos microrganismos indígenas do solo; bioestimulação, estimulação dos microrganismos pela adição de nutrientes, como N e P; bioventilação, uma forma de bioestimulação que ao invés do uso de nutrientes se dá pela adição de gases estimulantes que aumentam a atividade microbiana decompositora, como O2 e CH4; bioaumentação, que envolve a inoculação do solo com culturas puras ou consórcio microbiano contendo microrganismos selecionados para degradação de contaminantes específicos, recorrendo a populações aclimatadas através de mutação direta ou transformação genética para degradação acelerada de determinados compostos, sendo bastante estudadas para vários herbicidas, hidrocarbonetos clorados e carbamatos; “landfarming”, que consiste na aplicação de contaminantes em forma líquida ou sólida na superfície do solo não contaminado misturando ao solo por aração e gradagem ajustando as condições físico-químicas do solo para maximizar a atividade heterotrófica, nessa “zona de tratamento” onde se concentra 90% dos microrganismos os contaminantes são metabolizados como fonte de energia podendo também, ser transformada por co-metabolismo, esse processo é empregado com elevada eficiência no tratamento de rejeitos industriais; e compostagem, onde há o uso de microrganismos termofílicos aeróbicos em pilhas construídas para degradar o contaminante, de custo barato e fácil ideal para tratamento de rejeitos e lodos diversos, incluindo contaminantes explosivos. bastante superficial

23. [1.000] (IP:281473857259541 | 11:25:00 | 22:23:50 | 58:50 | 17.91) Discuta diversos efeitos do meio ambiente sobre a degradação de xenobióticos.

A princípio, a temperatura do ambiente é a variável que mais influi na degradação de xenobióticos, de modo que atua diretamente na termodinâmica do metabolismo celular e nos processos químicos dos pesticidas como a sorção, solubilidade e viscosidade, os quais de grande

relevância na taxa de reação e na atividade da população do solo, onde a temperatura de degradação máxima se dá entre 24 e 35ºC. Assim, sob influência da temperatura, pH do solo, umidade e aeração, a comunidade microbiana, adaptada a tais condições climáticas promovem a degradação de substâncias específicas (biodegradação acelerada) aumentando as populações com atividade degradadora específica possibilitando o aumento da degradação, contribuindo para reduzir a persistência no solo. Atrelado a isso, a matéria orgânica influencia a biodisponibilidade, o habitat e garante maior biomassa microbiana aumentando a população dessas comunidades, onde os nutrientes estimulam e aceleram a degradação de xenobióticos, além de poder absorvê-los e interferir nos processos. O solo, com sua característica física, através da área de superfície e porosidade tem forte relação com os processos de sorção, mobilidade, e biodisponibilidade do xenobiótico, e seu potencial hidrogeniônico (pH ideal entre 5,6 e 8,0), influindo na degradação de organofosforados e carbamatos age diretamente na molécula orgânica, alterando a disponibilidade e absorção de compostos. Vale ressaltar que o potencial redox (Eh), maior em solos bem aerados e menor em solos inundados, determina a relação entre compostos oxidados e reduzidos no solo alterando o tipo de população ativa (metabolismo) na degradação. Entretanto, a aplicação do xenobiótico (dose, frequência de aplicação, formulação e mistura com outros produtos) é determinante para que todos os outros fatores atuem em sua degradação. ok

24. [0.000] (IP:281473857259541 | 11:25:06 | 22:24:16 | 59:10 | 18.889) Discuta potenciais mecanismos pelos quais o enorme gasto energético das plantas com a exudação de carbono rizosférico poderia ser justificado de um ponto de vista evolutivo. Discuta em particular relações com a microbiota do solo.

A quimiotaxia é um importante fenômeno orgânico que ocorre na rizosfera, quando bactérias ou estádios de fungos móveis são atraídos ou repelidos por diferentes substâncias químicas vegetais, além de outras que atuam como sinais moleculares em simbiose mutualistas ou parasíticas de microrganismos e plantas. Esses sinais em simbioses mutualistas, como a simbiose de fixadores de N2 com plantas, permitem maior eficiência do processo decorrente de uma parceria vegetal e microrganismo mais evoluída. Assim, provavelmente, nas leguminosas a nodulação resultou de um processo evolutivo que selecionou a característica de fornecer nitrogênio mais eficientemente, de modo a atender às altas demandas da família. Portanto, vários sinais moleculares de plantas, leguminosas nessa situação, são produzidos para bactérias fixadoras de nitrogênio nodulíferas em leguminosas, como: lectinas, reconhecimento em rizóbio; flavanóides (e.g. luteolina, daidzeína), quimiotaxia e indução de genes Nod em rizóbio; LPS e CPS, aumenta infecção do pelo radicular em rizóbio; EPS acídico, enrolamento do pelo radicular em leguminosas; CPS (aderência), divisão celular e iniciação do nódulo em leguminosas. Não consegui identificar qualquer relação com a pergunta, que não foi sobre quimiotaxia, nem específica sobre leguminosas

25. [0.000] (IP:0 | 11:25:20 | --:--:-- | --:-- | ------ ) Discuta alguns dos problemas metodológicos encontrados em estudos de ecologia e ciclagem de C da rizosfera, e consequências destes problemas 1.

Em branco

26. [1.000] (IP:281473660057708 | 09:15:10 | 23:49:30 | 34:20 | 3.856) Discuta alguns dos problemas metodológicos encontrados em estudos de ecologia e ciclagem de C da rizosfera, e consequências destes problemas

Os estudos empregando a metodologia de cultura de nutrientes mostram uma quantidade significativa de informações sobre os tipos de compostos exsudada pelas raízes das plantas na rizosfera, e permitem a diferenciação do carbono perdido como compostos de baixo peso

molecular e do carbono perdido exsudados pelas células das raízes e pelos radiculares. Essa técnica possui limitações quanto a aplicação a partir de condições reais, porque não permite a quantificação de carbono perdido através da respiração, devido a falta da fauna do solo e organismos simbiontes, que influencia na rizodeposição. Outra limitação para este método, esta quando se emprega barreiras físicas, tais como, areia estéril ou esferas de vidro para imitar a textura do solo, há uma grande variação na quantidade de exsudados das plantas. Embora os estudos de cultura de nutrientes têm severas limitações para a aplicação dos resultados para a nossa compreensão dos processos in situ, os avanços recentes com base na técnica de cultura líquida, pode permitir uma melhor compreensão dos tipos de compostos que são exsudados das plantas, mesmo as informação quantitativa resultantes desta metodologia ainda necessite de ajustes. O método de Pulse-Chase, expõe a planta a vários isótopos de carbono por um curto período de tempo, através de sucessivas exposições das células a um composto marcado (pulse) e, em seguida, para o mesmo composto numa forma não marcado (chase), com posterior avaliação da absorção de carbono assimilado dentro da planta e na rizosfera. Essa metodologia fornecer informações sobre os fluxos de C em relação à Ecofisiologia Vegetal. No entanto, diferentes níveis de radiotividade, emitada pelo isotópo e por diferentes períodos têm sido utilizados em várias experiências, o que torna a comparação entre os diferentes estudos difícil. Devido ao curto tempo de exposição, na maioria dos ensaios, o método de pulse-chase não fornecer informações para a construção de dados concisos sobre o carbono da rizosfera, nem permite separar a respiração microbiana da raiz. Estudos de rotulagem contínuas fornecer dados que permitem a construção de modelos completos de quantidade de carbono. No entanto, as técnicas de rotulagem mais contínuas são complicadas, caras e não se aplica em situações de campo. Esses estudos são geralmente de curto prazo e suas dificuldades metodológicas são inúmeras, por exemplo, a separação de raízes muito finas do solo é difícil, pois alguns podem ser deixados na amostra, afetando os dados resultantes relativas à circulação de carbono no solo . Uma variação recente sobre os estudos de rotulagem contínua é o método de abundância natural, que utiliza as diferenças que ocorrem naturalmente na composição isotópica de raiz a partir de materiais derivados de solo separado, e permite a geração de dados de carbono subterrâneos sem as configurações experimentais caras e difíceis. Recentes avanços em técnicas moleculares permitem rastreamento de compostos de baixo peso molecular exsudados pelas raízes na rizosfera , tanto fornecendo uma análise espacial dos locais de exsudação e oferecendo uma avaliação das classes de compostos exsudados pelas raízes. No entanto, essas técnicas exigem um conjunto de ferramentas e habilidades moleculares muito específicas, bem como equipamento dispendioso para a modificação genética de populações microbianas. Além disso, eles não proporcionam dados sobre carbonos perdidos a partir da rizosfera devido à respiração. Ao examinar os métodos existentes, bem como a confiabilidade dos resultados obtidos através da sua utilização, precisamos reconhecer o nível de abstração das condições in situ que os métodos acarretam. Avaliando a riqueza de estudos que mostram quão fatores externos podem afetar os processos da rizosfera. O desenvolvimento do método deve apontar em direção mais preciso na simulação das condições de campo, em laboratório, e o desenvolvimento de metodologias sólidas para o mínimo de perturbação nas investigações in situ de processos da rizosfera. por acaso é texto do google translator? Por exemplo: "Estudos de rotulagem contínuas fornecer dados..." se for tradução do google, é plágio. Se você escreveu, está precisando revisar muito o que escreve.

27. [3.000] (IP:281473660057708 | 09:15:43 | 23:50:29 | 34:46 | 3.652) Discuta as principais técnicas de biorremediação.

As técnicas de biorremediação consiste na aplicação de processos biodegradáveis no tratamento de resíduos para recuperar e regenerar ambientes que sofreram impactos negativos, mantendo o equilíbrio biológico em ecossistemas. Essas técnicas consistem, em utilizar de forma controlada,

processos microbiológicos que ocorrem normalmente na natureza para remover poluentes. As técnicas de biorremediação podem ser executadas tanto ‘in situ’ como ‘ex situ’. Os produtos finais de uma biorremediação efetiva, são água e gás carbônico (processo denominado mineralização), compostos estes, que não apresentam toxicidade e que podem ser incorporados ao ambiente sem prejuízo aos organismos vivos. A Bioventilação é uma técnica muito utilizada nos tratamentos “in situ” devido à quantidade de oxigênio ser limitada nos ambientes subsuperficiais. Essa técnica consiste no tratamento de solo contaminado através da passagem de oxigênio pelo solo para estimular o crescimento e a atividade microbiana. Essa tecnologia é adequada principalmente para tratar a contaminação do solo por combustíveis, compostos orgânicos voláteis não halogenados, compostos orgânicos semivoláteis, pesticidas e herbicidas. As vantagens dessa técnica são o custo relativamente baixo, a possibilidade de utilização de concentrações maiores de oxigênio do que a saturação que o ar proporciona, e a não persistência no ambiente. Como desvantagens, exige a presença de organismos nativos capazes de degradar os contaminantes de interesse, bem como os nutrientes necessários para o crescimento. Além disso, é necessário que os contaminantes esteja disponível para os organismos e não firmemente adsorvida às partículas do solo. Por último, a tecnologia não é aplicável em locais onde a altas concentrações de sais inorgânicos, metais pesados ou compostos orgânicos, devido a inibição do crescimento microbiano. A Bioestimulação é uma técnica utilizada “in situ” quando existe uma população nativa capaz de degradar os poluentes presentes e as condições ambientais estão limitando as taxas de biodegradação. Essa técnica de biodegradação no subsolo pode ser estimulada pela adição de soluções à base de água, transporte de nutrientes, aceitadores de elétrons, etc. Essas tecnologias são projetadas principalmente para o tratamento de contaminação de solos e águas subterrâneas por combustíveis, compostos orgânicos voláteis e semivoláteis, pesticidas e herbicidas. Essa técnica apresenta como desvantagem a presença de organismos nativos capazes de degradar os contaminantes de interesse. Além disso, é necessário que os contaminantes estejam disponíveis para os organismos e não firmemente adsorvida às partículas do solo. E como vantagem, essa tecnologia tende a ser entre as alternativas mais baratas quando aplicável. Air Sparging é um importante meio de remoção e destruição do contaminante “in situ”. Esta tecnologia se dá através do processo de volatilização, no qual o vapor utilizado em forma de pressão positiva empurra os contaminantes do solo para a atmosfera, onde serão contidos e tratados. A biodegradação dos contaminantes orgânicos por microorganismos é reforçada pelo aumento da concentração de receptores de elétrons e nutrientes nas águas subterrâneas, superficiais e no chorume. Essa técnica é utilizada também para a descontaminação de aquíferos. As bolhas de ar injetadas na zona saturada elevam-se através das águas subterrâneas fazendo com que os contaminantes passem para a zona não saturada do subsolo, onde haverá a extração e o tratamento dos vapores. Para a instalação e otimização dessa tecnologia algumas características devem ser observadas, como: a permeabilidade do aquífero, a hidrologia local, o oxigênio dissolvido, o pH e a profundidade, o tipo, a concentração e as condições redox, a temperatura, a biodegradabilidade do contaminante e principalmente a presença de uma população considerável de micro-organismos capazes de degradar o poluente. Landfarming: é um método de tratamento do solo, onde um substrato orgânico de um resíduo é degradado biologicamente na camada superior do solo. Em vários países inclusive no Brasil o biotratamento em landfarming é bastante utilizado em compostos de hidrocarbonetos de petróleo nas indústrias e refinarias. Este sistema pode ser citado como “in situ” ou “ex situ” quando é necessário fazer escavação. A biodegradação é base deste tratamento, por isso é importante manter uma comunidade microbiana heterotrófica ativa. Para otimizar esse processo algumas condições devem ser monitoradas, como: o teor de umidade, a aeração, o pH, os nutrientes, permeabilidade, volume do solo e etc. Para garantir sua efetividade o sistema landfarming deve ser monitorado periodicamente para que se possa verificar a redução da concentração dos constituintes, a emissão de vapores, a migração dos constituintes no solo e as águas subterrâneas. A sua eficiência depende das características do solo, dos constituintes do resíduo e de circunstâncias climáticas.

Atenuação natural é uma técnicas in situ, na qual o contaminante permanece no local e, por meio de processos naturais, como biodegradação, volatilização (quebra da molécula em compostos voláteis), diluição (diminuição da concentração inicial do poluente) e sorção (adsorção do poluentes a parede celular microbiana ou a seus metabólitos), ocorre a descontaminação do ambiente. Por depender exclusivamente destes processos naturais, a biorremediação passiva pode ser muito lenta, exigindo o uso conjunto de outras técnicas e, obrigatoriamente, o monitoramento do local por longos períodos de tempo. Fitorremediação: a técnica de fitorremediação emprega plantas com objetivo de remover, transferir, estabilizar ou destruir elementos nocivos, sendo aplicável geralmente a solos com baixos níveis de contaminação. A remediação de poluentes através das plantas ocorre através de mecanismos como: a captação direta e incorporação de contaminantes na biomassa da planta; imobilização ou fitoestabilização de contaminantes do subsolo; produção de enzimas pelas plantas na rizosfera que atual diretamente sobre os contaminates e estimulo da degradação bacteriana na rizosfera. Esses mecanimsos podem ser usados para remediação de solos e águas subterrâneas contaminadas com metais pesados tóxicos, radionuclídeos, contaminantes orgânicos, tais como solventes clorados, hidrocarbonetos não aromáticos de petróleo, nitrotolueno (derivados de resíduos de munição) e excesso de nutrientes. A fitorremediação pode ser classificada dependendo da estratégia a ser empregada, da natureza química ou da propriedade do poluente em: Fitoextração: Esta técnica utiliza plantas chamadas hiperacumuladoras, como Brassica juncea, Aeolanthus biformifolius, Alyssum bertolonii e Thlaspi caerulescens são exemplos de plantas acumuladoras de Pb, Cu/Co, Ni e Zn, respectivamente. Fitovolatilização: em que alguns íons de elementos, mais especificamente, mercúrio, selênio e arsênio, são absorvidos pelas raízes. Espécies utilizadas, a alfafa (Medicago sativa), a mostarda indiana (Brassica juncea), a canola (Brassica napus) e Populus. Fitodegradação: os contaminantes orgânicos são degradados ou mineralizados dentro das células vegetais por enzimas específicas. Destacam-se as nitroredutases (degradação de nitroaromáticos), desalogenases (degradação de solventes clorados e pesticidas) e lacases (degradação de anilinas). Populus sp. e Myriophyllium spicatum são exemplos de plantas que possuem tais sistemas enzimáticos. Rizofiltração: Essa técnica utiliza plantas mantidas em um sistema hidropônico, por meio do qual o efluente passa e é absorvido pelas raízes, que concentram os contaminantes. Plantas com grande biomassa radicular (hiperacumuladores aquáticos) são as mais satisfatórias, como Helianthus annus e Brassica juncea. Barreiras hidráulicas: é uma estratégia específica de algumas árvores de grande porte, particularmente aquelas com raízes profundas (Ex: Populus sp.), removem grandes quantidades de água do subsolo ou dos lençóis aquáticos subterrâneos para ser evaporada através das folhas. Os contaminantes presentes na água são metabolizados pelas enzimas vegetais, vaporizados junto com a água ou simplesmente aprisionados nos tecidos vegetais. Capas vegetativas: são coberturas vegetais, usadas para minimizar a infiltração de água da chuva e conter a disseminação dos resíduos poluentes, evitando que o resíduo sólido fique a céu aberto. As raízes incrementam a aeração do solo, promovendo a biodegradação, evaporação e transpiração. Compostagem: é um métodos ex situ que pode ser definida como uma bioxidação aeróbia exotérmica de um substrato orgânico heterogêneo, no estado sólido, caracterizado pela produção de gás carbônico, água, liberação de substâncias minerais e formação de matéria orgânica estável”. O processo de compostagem é eficiente para a biorremediação de solos contaminados com Hidrocarbonetos aromáticos policíclicos. O solo geralmente é removido do local de origem e acondicionado em forma de pilhas, em um local que permite o controle da lixiviação e do escoamento dos líquidos gerados. Sendo um processo biológico, alguns fatores influenciam na degradação da matéria orgânica como: a temperatura, a umidade, aeração, relação C/N, tamanho das partículas e a disposição dos nutrientes. Sistema de Biorreatores: A biorremediação pelo sistema de biorreatores (solo e biorremediação de água), ocorre em qualquer recipiente onde a degradação biológica do contaminante esta isolada e controlada. Sob condições ideais, a compostagem ocorre em três frase: a fase mesofílicas ou temperatura moderada, fase termofílicas ou alta temperatura e a fase de resfriamento e maturação, que dura vários meses. A primeira, segunda e terceiros fases são referidas como fase ativa na qual o calor é produzido. Esta fase ativa é regida pelos princípios

básicos do calor e de transferência de massa e pelas restrições biológicas de microorganismos vivos. Os biorreatores mostram-se eficientes na recuperação de solos e águas contaminados com hidrocarbonetos e orgânicos. Os nutrientes são muitas vezes adicionados aos biorreatores para otimizar a taxa de crescimento dos microorganismos. A definição da melhor técnica depende de muitos fatores como: o tipo de poluente e quantidade; o tipo de ecossistema contaminado e sua acessibilidade, as condições econômicas do poluidor; o menor impacto aos ambientes; a repercussão na população que venha a ser afetada pela contaminação; os custos da recuperação; além das especificidades de cada contaminação. No entanto, a combinação de mais de uma técnica pode melhorar a eficiência da biorremediação, visto que cada tratamento pode atuar na promoção de melhores condições para que ocorra a degradação de cada fração específica desses poluentes. ok, mas suspeita de cópia direta em alguns trechos

28. [2.000] (IP:281473660057708 | 09:16:04 | 23:59:35 | 43:31 | 4.395) Resuma o capítulo de modo a permitir um bom entendimento geral.

Xenobióticos são substâncias estranhas ao ambiente chamados de produtos químicos sintéticos. Sua aplicação pode ser no uso doméstico, agrícola e industrial. Os xenobióticos mais amplamente distribuídos são os pesticidas, que podem ser aplicados geralmente sobre as culturas e plantas daninhas ou diretamente sobre o solo. Os efeitos dos pesticidas vão além do organismo alvo (praga, patógeno) podendo causar interferências nas plantas, na biota da parte aérea e no solo. Os pesticidas incluem na sua maioria herbicidas, inseticidas e fungicidas e podem apresentar uma ampla variedade de químicos, incluindo compostos clorados, aromáticos, compostos contendo nitrogênio e fósforo. Os principais defensivos agrícolas estudados são do grupo dos organosfosforados, carbamatos, feniluréias e outros. Seus benefícios para aumentar e estabilizar a produção são evidentes, pois as pragas e doenças são responsáveis por perdas de 30 a 40% na agricultura podendo atingir perda total da produção se o controle eficaz não for praticado em tempo hábil. As moléculas formadas por esses compostos que atinge o solo sofre inúmeras interações químicas com a fase inerte e com a biota, além de sofrer várias alterações químicas que determinam a dissipação ou a persistência, assim como o seu impacto no ecossistema. A persistência de um pesticida no solo depende dos processos de dissipação, ou seja, dos processos de transferência, como: evaporação, lixiviação, escoamento superficial, absorção por plantas, e também, da taxa de degradação do pesticida. Desta forma a persistência, é fortemente afetada pelas propriedades físicas e químicas do solo, com especial ênfase para o teor de matéria orgânica e mineral, e por condições como a temperatura, aeração, pH e umidade. Alguns estudos, incluem a profundidade do solo. Os pesticidas podem também desaparecer por processos como mineralização, volatilização, lixiviação, degradação química e formação de complexos com outros compostos, que é medido pelo índice de meia vida no solo (dissipação). Durante o processo de dissipação, uma parte do pesticida aplicado inicialmente pode permanecer no solo na forma de resíduos. Esses resíduos, que podem ser o próprio composto ou seus metabólitos, podem estar na forma extraível ou ligada ao solo (resíduo não-extraível). O resíduo ligado é formado por meio de ligações, como as pontes de hidrogênio, a troca catiônica, etc., entre a molécula do pesticida e a matéria orgânica do solo. A formação de resíduo ligado pode ter como consequências a diminuição da degradação do pesticida, a perda da sua atividade biológica e da sua identidade química, a alteração da sua absorção por plantas, e a alteração do escoamento superficial e da lixiviação desses pesticidas. No entanto, o desaparecimento de um pesticida de um ecossistema não significa necessariamente que tenha degradado por microrganismos. Podem ainda ocorrer transformações químicas que promovam a volatilização e decomposição fotocatalítica ou a degradação espontânea. Quanto à classificação dos pesticidas estes podem ser não persistentes: meia vida inferior a 3 meses; moderadamente persistentes: meia vida de 3 a 12 meses e persistentes ou recalcitrantes: meia vida superior a 12 meses. No entanto, persistência de alguns agrotóxicos que são metabolizados em campo pode ser muito reduzida por aplicações repetidas. Essas aplicações repetidas ou aplicações de uma molécula estruturalmente similar, da mesma classe química, podem resulta no aumento da degradação ou

degradação acelerada. Nesse caso, a meia vida do agrotóxico pode ser encurtada de poucas semanas para poucos dias, resultando em significativa redução da eficácia. Muitos xenobióticos são quimicamente tão diferentes de qualquer outro substrato com o qual as bactérias já tenham entrado em contato, o que fazem que esses compostos permanecem relativamente inalterados por anos no solo, enquanto outros são significativamente degradados em apenas semanas ou meses. Esses processo são determinados por reações de oxidação, hidroxilação, deaquilação, epoxidação, sulfoxidação, hidrolíticas e redução. Por exemplo, alguns hidrocarbonetos aromáticos policíclicos (HAP), aromáticos clorados e herbicidas clorados. A descloração redutiva, desses compostos orgânicos clorados são utilizados com aceptores terminais de elétrons, em condições anóxicas, como a redução do clorobenzenzoato a benzoato pela bactéria Desulfomonille. C7H402Cl- + 2H C7H502- + HCl A descloração aeróbica desse composto também é realizada por espécies de Pseudomonas que produzem várias enzimas (dioxigenase, aril acilamidase) que clivam o anel aromático, formando intermediários alifáticos, sendo, portanto, capazes de degradar naftaleno, fenantreno, fluoranteno e benz[a]antraceno. A degradação do núcleo aromático requer a abertura do anel. Essa reação não pode ser acompanhada facilmente, uma vez que o benzeno é inerentemente estável. Assim, o núcleo aromático é preparado para a fissão do anel por meio da hidroxilação, o que o torna o anel mais reativo. Os microorganismo degradadores desse agrotóxicos são encontrados no mundo microbiano, os domínios eubactérias, archaea, e eukaria, tendo muitos tipos fisiológicos: aeróbios, anaeróbios (fermentativos, metanogênicos, redutores de enxofre), quimiolitotróficos, e organismo fotossintético. As transformações sofridas pelos xenobióticos no solo pelos microorganismos podem ser definidos pelos processos de destoxificação: tóxico para menos tóxico; degradação: uma substância tóxica em outra mais simples; ,mineralização: degradação completa da molécula; conjugação: o produto se torna mais complexo quimicamente e menos tóxico e mais recalcitrante; ativação: conversão biótica do produto não tóxico em outro tóxico e mudança de espectro de toxicidade: quando um produto tóxico para um organismo alvo sofre transformações gerando substâncias tóxicas para outros. Quanto à biodegradação, os microorganismos decompositores de xenobióticos são bactérias pertencentes a vários gêneros, fungos e clorófitas. Alguns exemplos são as bactérias gram negativas, aeróbias, microaerófilas fixadoras de N2 atmosférico; bastonetes gram negativos, aeróbios; bastonetes gram negativos, anaeróbio facultativo; bastonestes e Coccus gram positivos esporulantes; outros gram positivos não esporulantes; eucariotos (aeróbios e heterotróficos), fungos e clorófitas (Clhorella) e protozoários e plantas. Muitos tentam explicar o porquê da capacidade dos microorganismos em degradar os xenobióticos. Nesse contexto, alguns trabalhos relatam que numerosos compostos orgânicos já existem no solo e muitos xenobióticos são análogos a esses compostos naturais, sugerindo um ponto de partida para a biodegradação e para a evolução. Todos os compostos naturais podem ser metabolizados sob condições ambientais oportunas. As enzimas envolvidas nesse metabolismo podem ter baixa especificidade de substrato e assim podem também atacar os análogos xenobiótico. Nesse processo, os compostos podem ser degradados, quando outros compostos orgânicos são fornecidos como fonte primária de energia. Desta forma, os microorganismos são capazes de transformar parcialmente os compostos químicos para produtos que não produzem energia para o seu crescimento, isto é, transformam um substrato que não suporta o crescimento, na presença obrigatória de outro substrato que suporta o crescimento ou outro composto transformante em um processo chamado co-metabolismo. Este fenômeno é típico de toda célula e sua especificidade biológica é caracterizada pela ligação do metabolismo de diferentes substâncias em nível celular. Esses microorganismos co-metabolizantes tem mecanismos reguladores que, na presença do C adicional necessário ou dos metabólitos, previnem a inibição substancial ou a repressão de enzimas mediante a reciclagem dos respectivos substratos, os quais não suportam o crescimento. Esse mecanismo é muito importante para a biorremediação, porque a população microbiana pode crescer em altas concentrações de uma fonte inócua de C e ainda degradar contaminantes. Embora o consumo de agrotóxicos venha aumentando nos último anos, seus danos ao meio

ambiente podem ainda não ter despertado a atenção da população, excetuando-se aqueles casos de intoxicação de agricultores. No entanto, percebe-se que o uso contínuo e, muitas vezes, indiscriminada altera o equilíbrio da microbiota nativa, essencial para a ciclagem de nutrientes da biosfera. Os resíduos de agrotóxicos podem ligar-se à matéria orgânica do solo e ou húmos, tornando-se indisponíveis ao ataque microbiano, o que agrava o problema de persistência desses compostos no ambiente. ok

29. [1.000] (IP:281473660057708 | 09:16:33 | 23:36:47 | 20:14 | 8.691) Como o aumento no uso de transgênicos pode se relacionar com a microbiota do solo em função de xenobióticos? Devemos esperar respostas semelhantes independentemente do transgênico de que estamos falando?

A transgenia aplicada em plantas na maioria grandes culturas para resistir ao efeito tóxico dos herbicidas, tem como exemplo, o algodão Bollgard II RR Flex, que combate lagartas (helicoverpa), e é tolerante ao herbicida Roundup, o Arroz liberty link e a soja Roundup ready. A aplicação desse herbicida não afeta a planta de interesse, devido a transferência do gene de bactérias que superproduzem a enzima 5-enolpiruvil-chiquimato-3-fosfato-sintase (EPSPS). Essa enzima catalisa a condensação do ácido chiquimico e do fosfato piruvato, inibindo, a síntese de três aminoácidos essenciais – Triptofano, fenilalanina e tirosina. Desta forma, as plantas que receberam o gene ou possui alta produção da enzima (EPSPS), são resistentes ao glifosato. No entanto, devido a adoção dessa tecnologia, este xenobiótico tornou-se protagonista da agricultura moderna, principalmente pelo uso exacerbado no controle de plantas invasoras. Outras plantas como o Milho e o algodão (bt), são realizadas transgenia para diminuir a incidência do ataque de pragas específicas de cada cultura como, Spodoptera frugiperda e helicoverpa armigera, com a expressão do gene bt. Esse gene, clonado da bactéria Bacillus thuringiensis (Bt), que codifica proteína tóxica (δ–endotoxinas ou proteínas Cry) que não apresentam atividade para outros organismos, se não lagartas, se inserem na membrana formando poros e desestabilizando o gradiente osmótico que leva à morte do praga. Esse tecnologia empregada para o controle de lagartas, diminui o número de aplicações de inseticidas nessas culturas. Sendo assim, a utilização de transgênicos pode promover ou diminuir o uso de xenobióticos, que irão influenciar atuar na microbiota do solo de maneiras distintas dependendo do tipo de transgenia. No caso do glifosato, a constante utilização, de um modo geral, acarretará no favorecimento dos microorganismos resistentes as substâncias presentes. A enzima (EPSPS) em alguns fungos e na maioria das bactérias é inibida pelo glifosato, selecionando e promovendo microorganismos que conseguem metabolizar o glifosato como fonte de energia e transformar em compostos como o ácido fosfórico, amônia e dióxido de carbono. O uso desse xenobiótico pode provocar a perda da diversidade da microbiota do solo, devido a seleção dos organismos tolerantes em detrimento de outros menos adaptados. ok

30. [2.000] (IP:281473660057708 | 09:16:47 | 02:22:52 | 06:05 | 27.971) Podemos esperar algum efeito do aumento do teor de CO2 atmosférico sobre a atividade rizosférica? Discuta, relacionando entre outros aspectos com o próprio efeito estufa.

Sim, no âmbito das mudanças climáticas globais, o CO2 esta em foco, sobre as consequências do seu aumento e o que vai passar a ser dreno ou fonte. Muito das pesquisas atualmente está, portanto voltada para o perigo de um aquecimento global da atmosfera devido às altas concentrações de CO2 através do agravamento de um fenômeno essencialmente natural, o efeito estufa. Porém relações de causa e efeito entre taxas de concentrações de CO2 na atmosfera e níveis de temperatura ainda é uma questão sem resposta definida. A nível laboratorial tem-se constatado que plantas estimuladas por altas concentrações de CO2 tem dado respostas

positivas ou negativas, com aumento de produtividade vegetal. Experimentos controlados constataram que, em média, ao se passar do valor da concentração de CO2 atmosférico de 300 ppm para o valor de 600 ppm, obtém-se um aumento médio de 3O% na produtividade vegetal (PERRY, 2012). Diante das altas concentrações de CO2 existiu uma diminuição na abertura dos estômatos e uma consequente menor perda de água pela planta. Com a redução da transpiração ou perda de água, ocorre maior eficiência fotossintética no uso da água e consequentemente um provável aumento na produtividade vegetal. No entanto, as respostas microbianas do solo às condições elevadas de CO2 dependem de mudanças nos padrões de exsudação de plantas, que são dependentes da espécie de origem vegetal e solo. Por exemplo, verificou-se que em trabalho de Drigo et al., (2009) que o aumento da exsudação de açúcares totais (glicose, frutose, sacarose, manitol, meliobiose, e sorbitol ) em condições de CO2 elevado era duas vezes maior para Festuca rubra (uma espécie de planta (micorrizada), em comparação com Catinella arenaria (um espécies de plantas não micorrizado). Além disso, verificou-se que F. rubra produzia quatro vezes mais trealose sob condições elevadas de CO2, em comparação com ambiente com baixas concentrações de CO2. Padrões observados de exsudação trealose são de particular importância para fungos micorrízicos, no entanto, este dissacarídeo também tem sido relacionado para a seleção de potenciais bactérias auxiliares de micorrizas, incluindo vários representantes do gênero Pseudomonas (Pseudomonas fluorescens, P. aeruginosa, P. trivialis, P. putida) e Burkholderia (B. fungorum, B. cepacia, B. glathei, B. phenazinum, B. xenoforans). Desta forma, assume-se geralmente que os aumentos CO2 induzirá uma maior disponibilidade de C no solo, ao qual irá aumentar mais a biomassa fúngica do que a biomassa bacteriana. No entanto, Drigo et al. (2007) demonstraram que o aumento de CO2 promove um aumento da biomassa fúngica, mas não teve impacto sobre a biomassa bacteriana. Tendo em conta os importantes papéis desempenhados por fungos na degradação de matéria orgânica, ciclagem de nutrientes, nutrição de plantas e formação de agregados do solo as mudanças nas comunidades de fungos pode impactar no funcionamento do solo. Hu et al., (1999), trabalhando em condições elevadas de CO2 tem demonstrado um aumento no fluxo C e nas relação C/N pela rizodeposição, mesmo quando nenhum aumento na biomassa das plantas foi observado. Em outras palavras, as plantas sob condições elevadas de CO2 diminui a produção de metabolitos ricos em nitrogênio e aumenta a produção de metabolitos ricos em carbono. A alta C/N da liteira e exsudação de mais compostos ricos em C, poderia favorecer fungos do solo sobre as bactérias, como as bactérias geralmente tem maior demanda de N do que fungos, induziria uma mudança mais dominante para fungo. Este aumento da abundância de fungos pode promover uma maior atividade enzimática ligninolítica resultando na redução do armazenamento de C no solo e o crescente aumento do CO2 na atmosfera. O que provocaria levar um crescente aumento do efeito estufa. No entanto, as evidências desses trabalhos não compõem uma argumentação convincente para pressupor que a estimulação do crescimento pelo CO2 observada em estudos com meio ambiente controlado se manifestem ou não a longo prazo em comunidades naturais de espécies misturadas. Os ecossistemas reúnem um complexo tecido de interações químicas, físicas e biológicas e ao meu ver, não podem ser tratados como uma relação de causa e efeito dentro da problemática do crescimento da produtividade vegetal, microorganismos e aumento de CO2 atmosférico. Caso as mudanças climáticas ocorram decorrentes do aumento de dióxido de carbono na atmosfera, sem dúvida alguma os ecossistemas terrestres serão afetados. Efeitos serão sentidos na distribuição e composição da fauna e flora dos ecossistemas, decorrentes de inúmeras variáveis que mantêm o atual equilíbrio biológico. Haverá mudanças nas variáveis que participam das relações fundamentais da natureza emissão de CO2 do solo é o produto da atividade microbiana na decomposição da matéria orgânica do solo (MOS), da concentração de CO2 previamente existente no solo e da respiração das raízes das plantas. começou fugindo, mas terminou respondendo bem diretamente a questão apesar de algum enchimento de linguiça no fim

31. 2.500] (IP:281473655236332 | 13:33:01 | 05:02:58 | 29:57 | 2.692) Discuta as principais técnicas de biorremediação.

As técnicas de biorremediação consiste na utilização de microrganismos com o objetivo de degradar compostos tóxicos transformando-os em produtos neutros que não irão agredir o meio ambiente. As técnicas de biorremediação podem ser realizadas tanto in situ como ex situ. Nos

processos ex situ, o meio é extraído e tratado em instalação de depuração específica. Já nos processos in situ, é feita no próprio local de contaminação. Processos ex situ: A retirada pode ser necessária quando há possibilidade de contaminação de pessoas e do ambiente próximo do solo a ser biorremediado, ou quando a presença de altas concentrações de contaminantes necessita da utilização destas técnicas: ● Compostagem: É uma técnica ex situ em que o solo contaminado é retirado do local de origem e alocado na forma de pilhas, em um local que permita o controle da lixiviação e do escoamento superficial dos líquidos originados dessas pilhas. Neste solo, será desencadeado um processo em que os micro-organismos aeróbios irão degradar os contaminantes orgânicos, transformando-os em material orgânico estabilizado, CO2 e água. Este último é feito no tratamento da parte orgânica do resíduo sólido urbano. O emprego de aterros sanitários, é um outro método de tratamento de rejeitos sólidos muito utilizado nos grandes centros urbanos. Neste, a técnica de decomposição é anaeróbio em decorrência da escassez de ar dentro das células, já no processo de compostagem, ocorre uma digestão aeróbia do resíduo orgânico. O composto produzido, normalmente, contém uma quantidade total de nitrogênio, fósforo e potássio entre 1,5% a 2,5% do peso, enquanto um adubo deve ter, no mínimo, 24%. A técnica de compostagem portanto, utiliza microorganismos termófilos aeróbios em pilhas construídas para degradar o contaminante. ● Emprego de reatores biológicos: Os processos biológicos dividem-se em aeróbios e anaeróbios. Dentre os reatores, os mais comuns são os filtros biológicos anaeróbios ou aeróbios, o sistema de lodos ativados e suas variações e os digestores anaeróbios de fluxo ascendente. Existem vários tipos e configurações de biorreatores que podem ser comparados a tanques aéreos fechados. O solo ou o efluente são acondicionados em tanques mecanicamente agitados, o que permite o aumento da disponibilidade dos contaminantes aos microorganismos degradadores e a eliminação da heterogeneidade da distribuição dos contaminantes. No interior do biorreator, as condições ambientais de pH, os nutrientes, a aeração (ou anaerobiose) e a temperatura são otimizados para o máximo crescimento microbiano, sendo possível também, a inoculação de microorganismos com capacidade degradativa conhecida, o que torna o processo muito eficiente. A desvantagem que normalmente limita a utilização desta técnica é o elevado custo do tratamento, devido principalmente, à alta tecnologia utilizada nos biorreatores. Nos filtros biológicos aeróbicos, que são tanques preenchidos por pedras ou plásticos usados como suporte para o crescimento microbiano, ocorre o desenvolvimento de uma fina camada de microorganismos aeróbicos, denominada biofilme. A água residuária quando percola pelo filtro e entra em contato com o filme biológico, tem sua matéria orgânica adsorvida pela massa biológica, na qual é estabilizada pelos microorganismos anaeróbicos. Dentre os processos biológicos aeróbios, o sistema de lodos ativados é o mais utilizado no tratamento de águas residuárias, sendo a opção aplicada em mais de 90% das ETEs de médio e grande porte dos países desenvolvidos. O sistema de lodos ativados consiste em provocar o desenvolvimento de uma cultura microbiológica na forma de flocos (lodos ativados) em um tanque com aeração mecânica, durante o tempo necessário para a metabolização da matéria orgânica presente no efluente a ser tratado, vindo a constituir uma mistura denominada licor. A capacidade de depuração do sistema de lodos ativados se deve às atividades metabólicas dos microorganismos presentes, não só de bactérias, mas também de protozoários, micrometazoários, algas (filamentosas e não-filamentosas), fungos, dentre outros. Esta diversidade é de grande importância ao acompanhamento da microbiologia dos lodos ativados para o entendimento e o controle do processo de tratamento. ● Landfarming: Consiste na aplicação do contaminante em forma líquida ou sólida na camada arável do solo, onde se concentram 90% dos microorganismos que usam os contaminantes como fonte de energia e que podem transformá-los também, mas não exclusivamente, por co-metabolismo. Nesse processo, a matriz contaminada é misturada ao solo por aração e gradagem e as condições físico-químicas do solo, ajustadas para maximizar a atividade heterotrófica. Cria-se, assim, a camada reativa chamada “zona de tratamento” fazendo com que essa região do solo atue como biorreator natural. Uma variação do “landfarming” convencional inclui a presença de plantas, cujo ambiente rizosférico aumenta a atividade dos heterotróficos e a velocidade e eficiência da degradação do contaminante. A pulverização do solo pela aração e gradagem superficial facilita o espalhamento do solo com contaminante pelo vento. O “landfarming” é

empregado com grande eficiência no tratamento de rejeitos industriais. Concentrações de petróleo até de 7% são reduzidas em poucos meses, desde que as condições físicas, químicas e biológicas, sejam adequadas. As condições químicas e a matéria orgânica do solo são importantes para a população microbiana co-metabolizante, que também atua na biodegradação de certos componentes do petróleo e de outros resíduos. Para a implantação do “landfarming”, devem-se observar critérios técnicos para a seleção de locais apropriados, pois há formação de gases e materiais lixiviáveis que oferecem riscos ao ambiente. Processos in situ: É realizada no próprio local, sem que haja remoção de material contaminado. Isto evita custos e distúrbios ambientais associados com o movimento de solos e águas de um local contaminado para outros locais destinados ao tratamento. Os produtos finais de uma biorremediação efetiva, são água e gás carbônico (processo denominado mineralização), compostos estes, que não apresentam toxicidade e que podem ser incorporados ao ambiente sem prejuízo aos organismos vivos. São estes processos: ● Passiva: Corresponde a processos físicos, químicos e biológicos que promovem a despoluição de solos. Estes processos naturais de atenuação para retirar ou conter os contaminantes dissolvidos no solo pode ser feita pelos microorganismos, sendo chamada de biorremediação intrínseca ou natural, ou biodegradação. A biodegradação de compostos orgânicos representa o mais importante mecanismo de eliminação de petróleo e de hidrocarbonetos poluentes do ambiente é bem conhecida e ocorre naturalmente através de bactérias e fungos, estando limitada pela disponibilidade de nutrientes, composição e abundância das comunidades microbianas, salinidade, temperatura, concentração de oxigênio dissolvido, a distribuição e natureza do óleo derramado. A biorremediação passiva é indicada quando as demais técnicas de remediação causarem mais danos que benefícios ao ambiente contaminado e quando ocorrerem derrames de óleos leves, que serão naturalmente evaporados e degradados muito rápido. Mesmo sem a utilização de uma técnica de limpeza, o óleo será degradado, sendo que de forma mais lenta. O único custo desse processo é com o monitoramento do local contaminado, através de análises de água, solo e também pode ser analisada a concentração de contaminantes em animais e os vegetais. ● Bioestimulação: É uma técnica utilizada quando existe uma população nativa capaz de degradar os poluentes presentes e as condições ambientais estão limitando as taxas de biodegradação. Descoberta as necessidades físico- químicas para a atividade microbiana a adição de agentes estimulantes como nutrientes, biossurfactantes e oxigênio podem ser utilizados para melhorar a eficiência da atividade microbiana em relação à biodegradação dos poluentes. Podem ser utilizadas várias fontes de nutrientes, tais como fertilizantes inorgânicos, uréia, serragem, húmus, estrume, biosólidos e vinhaça. Devido à elevação da população de microorganismos, originadas da adição de nutrientes, os hidrocarbonetos são, supostamente, degradados mais rápidos na bioestimulação do que na biorremediação natural. Tem sido debatido que a produção de biossurfactantes pode aumentar a emulsificação e a solubilização de derivados do petróleo, favorecendo o crescimento dos microorganismos nos substratos, já que as linhagens de microorganismos que utilizam hidrocarbonetos produzem maiores quantidades de biossurfactantes que as linhagens crescidas em substratos solúveis em água. Com isso a utilização de um agente tensoativo pode aumentar os índices de biodegradação de óleo cru. A baixa solubilidade dos hidrocarbonetos de petróleo é uma das limitações nos processos de biorremediação in situ. Ocorre porque parte dos hidrocarbonetos fica aderida à matéria orgânica presente ou retida nos espaços da matriz do solo impedindo que esses poluentes fiquem disponíveis para que sejam biodegradados. Os biossurfactantes podem ser produzidos por diversos tipos de microorganismos (bactérias, leveduras e fungos filamentosos) e variarem nas propriedades químicas e no tamanho da molécula. Porém, os microorganismos aeróbicos são os principais produtores de biossurfactantes por meio da utilização de uma fonte de carbono, os altos custos de produção, os métodos ineficientes de recuperação e o uso de matérias primas de alto custo limitam a viabilidade comercial dos biossurfactantes. ● Bioventilação: O fator metabólico mais importante neste processo de biorremediação é o oxigênio. É uma técnica muito utilizada nos tratamentos in situ devido à quantidade de oxigênio ser limitada nos ambientes subsuperficiais. Consiste no tratamento de solo contaminado através da passagem de oxigênio pelo solo para estimular o crescimento e a atividade microbiana. As

vantagens dessa técnica são o custo relativamente baixo, a possibilidade de utilização de concentrações maiores de suprimento de oxigênio do que a saturação que o ar oferece, e a não persistência no ambiente. As desvantagens são a toxicidez aos microrganismos e a rápida decomposição em ambientes subterrâneos. ● Bioaumentação: É um tipo de técnica que utiliza a adição de microorganismos como meio para aumentar a biodegradação do poluente. Este processo pode ser realizado utilizando a população autóctone de microorganismos, ou seja, presentes nas áreas contaminadas que se pretende recuperar e utilizando microrganismos cultivados dentro de um sistema contaminado que podem ser derivados de um solo contaminado qualquer ou obtidos de uma cultura estoque. Os microorganismos selecionados, tanto os autóctones quanto os alóctones, devem ser capazes de degradar derivados de petróleo. Na utilização dos microorganismos alóctones esses devem ter um alto nível de atividade enzimática, capacidade de competir com a população nativa do solo contaminado, não podem ser patogênicos e não devem produzir substâncias tóxicas durante o processo de biodegradação. Assim, a utilização de microrganismos autóctones é preferencial aos provenientes de outros sítios ou aos microrganismos geneticamente modificados, pois não necessita de um monitoramento mais incisivo. De acordo com a legislação brasileira, os processos de remediação, só é permitida a inoculação de microrganismos autóctones, considerando que, em razão de suas características ou de um uso inadequado, os microorganismos alóctones podem acarretar desequilíbrio no ecossistema e danos ao meio ambiente. Fitorremediação não é biorremediação?

32. [2.000] (IP:281473655236332 | 13:35:55 | 05:03:02 | 27:07 | 2.642) Discuta o conhecimento atual sobre a ciclagem de C na rizosfera, em particular no que tange às nossas condições agroecológicas.

Muitos pesquisadores podem concordar com a afirmação de que o desenvolvimento do método tem sido e continua a ser um pré-requisito fundamental para o avanço da ciência da rizosfera. A nossa compreensão dos fluxos de carbono na rizosfera aumentou significativamente à medida que novos métodos e abordagens têm sido desenvolvidos e utilizados em pesquisas rizosfera nas últimas décadas. Estudos iniciais utilizaram métodos baseados em solução nutriente, a fim de estimar as taxas de rizodeposição e avaliar a composição de exsudatos de raízes. Vários isótopos de carbono têm sido utilizados para rastrear vias de carbono no interior da planta e do contínuo solo-planta, utilizando várias metodologias de rotulagem. Recentemente, uma série de técnicas de biologia molecular tornaram-se disponíveis para avaliar a composição e identificar as fontes de exsudados. No entanto, os métodos disponíveis até agora estão aquém de fornecer estimativas precisas em rizodeposição situ. Vários fatores contribuem para esta falta de dados. A análise da literatura apresenta uma série de fatores que, acredita-se, são capazes de influenciar a rizodeposição. Estes incluem impedância root (tipo de solo, estrutura), estado nutricional, pH, presença de populações microbianas e da fauna, a temperatura, a intensidade de luz, concentração de CO2, o estágio de desenvolvimento da planta e presença de associações micorrízicas. Esta complexidade de potenciais interações introduz questões de aplicabilidade dos resultados dos estudos disponíveis até à data para a modelação de movimentação de carbono na rizosfera in situ, especialmente considerando que a grande maioria dos estudos são realizados em condições controladas o de laboratório ou em uma estufa. Modelagem é ainda mais complicada pela grande variedade de unidades de medida utilizadas para a comunicação de resultados, que fazem comparações entre os métodos. Da mesma forma, a escolha de organismos, para a maioria das experiências introduz fontes adicionais de polarização para os dados resultantes, uma vez que a maior parte das experiências utiliza plantas anuais jovens, em grande parte dos cereais. Cereais foram criados para alocar uma parte maior de biomassa vegetal, o que distorce as tentativas de orçamento de carbono. No entanto, os métodos disponíveis agora têm produzido resultados que lançam luz sobre a dinâmica do carbono na rizosfera. Estudos de cultura de nutrientes têm proporcionado uma significativa quantidade de informações

sobre os tipos de compostos exsudados pelas raízes das plantas na rizosfera, e permitem a diferenciação de carbono perdido, tanto como compostos de baixo peso molecular de carbono perdido quanto como descartado células das raízes e pelos radiculares. No entanto, inerente às metodologias de cultura de nutrientes é a separação do complexo de raiz- microbiana da rizosfera, que tem um elevado potencial de destruir os mecanismos de feedback que pode conduzir a exsudação. Da mesma forma, a reabsorção de exsudatos faz estimativas finais questionáveis. Quando as barreiras físicas, tais como a areia estéril ou esferas de vidro, são introduzidos, a quantidade de exsudado varia enormemente. Embora os estudos de cultura de nutrientes têm severas limitações para a aplicação dos resultados para a nossa compreensão dos processos em situ, os avanços recentes na análise por GC-MS, com base na técnica de cultura líquida, pode permitir uma compreensão mais profunda dos tipos de compostos que emana de plantas, embora a informação quantitativa resultante destas metodologias permanece suspeito. Estudos Pulse-chase envolvem a exposição de uma planta a vários isótopos de carbono por um curto período de tempo, com posterior avaliação dos sumidouros de carbono assimilado. Estes estudos fornece amplamente informações sobre os fluxos de carbono em relação à ecofisiologia vegetal. Estudos de rotulagem contínuas fornecem dados que permitem a construção de modelos de contabilidade de carbono completa. No entanto, a maioria das técnicas de rotulagem contínuas são complicadas, caras e não se aplica em situações de campo. Estudos de rotulagem contínuas são geralmente de curto prazo. Dificuldades metodológicas são inúmeras, por exemplo, a separação de raízes muito finas do solo é difícil, pois alguns podem ser deixados na amostra, afetando os dados resultantes relativas à circulação de carbono no solo. Uma variação recente sobre os estudos de rotulagem contínua é o método de abundância natural, que utiliza as diferenças decomposição isotópica de raiz, que ocorrem naturalmente, a partir de materiais derivados de solo separado e permite o desenvolvimento de orçamentos de carbono sem as montagens experimentais caras e difíceis, e não necessitam de separação da atmosfera ambiente. Devido ao fato de que ele usa combinações artificiais planta - solo, a aplicabilidade dos resultados obtidos por este método para o ecossistema de contabilidade de carbono pode vir em questão. Recentes avanços em técnicas moleculares permitem rastreamento de compostos de baixo peso molecular exsudados pelas raízes na rizosfera, tanto fornecendo uma análise espacial dos locais de exsudação como oferecendo uma avaliação das classes de compostos exalava pelas raízes. No entanto, essas técnicas exigem um conjunto de ferramentas e habilidades moleculares muito específicas, bem como equipamento dispendioso para a modificação genética de populações microbianas. Além disso, eles não proporcionam dados sobre carbono perdidos a partir da rizosfera devido à respiração. Ao examinar os métodos existentes, bem como a confiabilidade dos resultados obtidos através da sua utilização, bem como durante o desenvolvimento de novas metodologias, precisamos reconhecer o nível de abstração de condições in situ que os métodos acarretam. Avaliando a riqueza de estudos que mostram quão dramaticamente fatores externos podem afetar os processos da rizosfera, o desenvolvimento do método deve apontar em direção a replicação mais precisa de condições de campo, em laboratório, e, idealmente, o desenvolvimento de metodologias sólidas para o mínimo de perturbação nas investigações in situ de processos da rizosfera. ok

33. [2.000] (IP:281473655236332 | 13:37:40 | 05:01:09 | 23:29 | 37.07) Podemos esperar algum efeito do aumento do teor de CO2 atmosférico sobre a atividade rizosférica? Discuta, relacionando entre outros aspectos com o próprio efeito estufa.

Sim. As plantas cultivadas em condições elevadas de CO2 frequentemente apresentam maior crescimento e um aumento desproporcional na alocação de C para as raízes, respiração, rizosfera total e rizodeposição. Usando isótopos de carbono traçadores em experimentos de enriquecimento de CO2 em escala pequena, vários estudos têm demonstrado que, em relação

aos níveis ambientais de CO2, o CO2 elevado aumentou a quantidade de carbono destinado à rizosfera pela deposição da raiz ou respiração total de rizosfera. Em geral, a entrada total de carbono para a rizosfera é aumentada significativamente quando as plantas são cultivadas sob CO2 elevadas. O grau de aumento de CO2 da respiração da rizosfera pode ser muito maior do que o aumento de biomassa de raiz. Em um estudo com 14C - rotulagem contínua usando trigo, informou que as plantas de trigo cultivadas sob o tratamento de CO2 elevado produziu 74% mais C rizosfera respirado e apenas 17% mais biomassa de raízes em relação ao tratamento do ambiente. Em um experimento de microcosmo com ervas mistas, o teor de CO2 total foi maior na deposição rizosférica por 56% e biomassa radicular por menos de 15%. Dois mecanismos potenciais poderia ser colocado como possíveis causas desses resultados. Primeiro, as raízes crescidas sob CO2 elevado exalava mais e tiveram taxas de rotatividade mais elevados do que as raízes cultivadas sob o tratamento do ambiente, resultando em um aumento mais do que proporcional na respiração total de rizosfera sob CO2 elevado. Em segundo lugar, as associações microbianas na rizosfera foram mais reforçadas sob CO2 elevado do que em ambiente natural de CO2, resultando em maior atividade microbiana na rizosfera por unidade de crescimento da raiz. Em uma análise de deconvolução de dados de CO2 do solo, indicou que a rotatividade de raízes finas é um processo importante na adição de C para a rizosfera em resposta ao CO2 elevado, e que a respiração da raiz e exsudação são menos afetados pelo CO2 elevado, contribuindo assim para uma melhora no efeito estufa. A segunda hipótese, sugerindo que o aumento da respiração da rizosfera em CO2 elevado está associado a uma melhoria das associações de raízes microbianas, também é apoiado por evidências na literatura, onde o CO2 elevado aumentou tanto o percentual de infecção de fungos micorrízicos arbusculares quanto a porcentagem de infecção de ectomicorrizas. O CO2 elevado também aumentou a fixação de N2 e vários tipos de associações. ok

34. [1.000] (IP:281473655236332 | 13:39:10 | 05:01:57 | 22:47 | 30.327) Discuta detalhadamente a figura 6.7

Os efeitos dos pesticidas sobre a biota do solo devem ser avaliados quanto a sua magnitude e reversibilidade do efeito adverso. De acordo com a figura, respostas reversíveis à aplicação de determinado produto no solo podem causar um efeito depressivo temporário, permitindo avaliar o tempo necessário para recuperação da resposta ao nível do controle sem o produto. Do mesmo modo, essas respostas podem ser apreciadas através do tempo necessário para recuperar o impacto causado pelo produto, quando comparado ao controle. Esse tipo de análise permite determinar o grau de impacto (magnitude da depressão) e o tempo para recuperação do nível da atividade original em função de alguma ação mitigadora do impacto. Para produtos com efeitos não-reversíveis, tem-se um déficit permanente na resposta do período considerado, que pode variar com o tempo, mas sempre existirá ao longo do período analisado. Os efeitos dos pesticidas sobre a biota são de curta duração, e geralmente não mais severos que aqueles causados por estresses naturais como anaerobiose e compactação do solo, predação microbiana e flutuações térmicas no solo. Portanto, podemos observar que a figura 6.7 demonstra a representação da magnitude e reversibilidade das respostas dos organismos e processos à aplicação de xenobióticos, obtendo resposta relativa e absoluta em função do tempo. ok

35. [2.000] (IP:281473655236332 | 13:40:21 | 05:03:21 | 23:00 | 11.399) Resuma o capítulo de modo a permitir um bom entendimento geral.

Xenobióticos no solo O solo recebe grandes quantidades de uma variedade imensa de compostos químicos sintéticos, não existentes naturalmente no ambiente, chamados xenobióticos. Essas substâncias antropogênicas têm aplicações domésticas e industriais diversas, sendo usadas como detergentes, lubrificantes, fibras, plásticos, biocidas e outros, resultando em benefícios sociais e

econômicos. Dessas substâncias, algumas são consideradas perigosas devido a seus efeitos tóxicos, carcinogênicos e teratogênicos, que acarretam em contaminações. Grande parte dessas contaminações ocorre pelos pesticidas agrícolas, que são defensivos com ação tóxica, desenvolvidos e fabricados para controlar ou erradicar as pestes das plantas, do homem e dos animais. Os principais pesticidas são xenobióticos pertencentes ao grupo dos organofosforados, carbamatos, feniluréias e outros. Conhecendo o tipo de cultura explorada em determinado solo ou região pode-se ter boa idéia de que tipo de pesticida está sendo depositado no solo e, partindo-se do comportamento do princípio ativo, inferir sobre os riscos potenciais desses insumos. Seus efeitos vão além do organismo alvo (praga, patógeno) podendo causar interferências nas plantas, na biota da parte aérea e do solo. O uso destes produtos, portanto, pode resultar em muitos efeitos indiretos sobre os componentes do ecossistema agrícola. A fração que atinge o solo sofre inúmeras interações químicas com a fase inerte e com a biota, além de sofrer várias alterações químicas que determinam a dissipação ou a persistência, assim como seus impacto no ecossistema. Persistência é definida como o período em que o produto permanece no solo em forma dissolvida na água, vaporizado no ar, adsorvido ou ocluso nas partículas minerais e orgânicas do solo. Dissipação refere-se à fração do pesticida que é degradada ou permanece no solo em formas diferentes da original do produto. Assim, a dissipação mede o desaparecimento do composto original no solo e pode abranger vários processos como mineralização, degradação, formação de complexos com outros compostos, absorção e transporte. O comportamento e o destino de determinado composto no solo dependem principalmente de suas propriedades intrínsecas como estrutura química e aspectos funcionais da molécula. Outros fatores como a quantidade e a frequência de aplicação, condições físicas, químicas e biológicas do solo, são também de igual importância. O comportamento do pesticida no solo pode ser conhecido pela relação entre a quantidade do composto retida nas frações e aquela em solução, a qual é definida como coeficiente de sorção ou de partição. Vários fatores influenciam a retenção dos pesticidas no solo, destacando-se o conteúdo de C que influencia mais aqueles não-iônicos. A persistência do pesticida no solo pode ser expressa em termos relativos como o tempo necessário para a bioatividade de determinado composto alcançar um dado nível percentual em relação ao original Os compostos de alta persistência tendem a sofrer bioconcentração, o que facilita sua transferência na cadeia trófica. Esse fenômeno é favorecido por certas características químicas do composto, como: massa molecular entre 100 e 360; altas proporções de ligações C-C e C-halogênios; baixa solubilidade em água; baixa ionização e baixa degrabilidade. Embora possam ser facilmente demonstráveis em condições controladas, os efeitos dos pesticidas sobre a microbiota são muito variáveis e difíceis de serem avaliados em condições de campo. Podem ser negativos ou positivos e, por isso, devem ser avaliados e interpretados com muito critério e cautela, através de indicadores apropriados. Apesar do potencial de impacto negativo dos pesticidas, não existem evidências de campo sobre efeitos deletérios irreversíveis desses sobre a comunidade microbiana do solo e seus processos, salvo casos específicos como fungicidas sistêmicos sobre fungos micorrízicos, por exemplo. A degradação dos xenobióticos no solo pode ser abiótica, isto é, sem a participação dos microrganismos ou de suas enzimas, e biótica, através de processos bioquímicos mediatos direta ou indiretamente pelos microrganismos. Na maioria dos casos, a biodegradação é o mecanismo principal de degradação dos xenobióticos, constituindo numa das funções mais importantes da pedobiota. As transformações sofridas pelos xenobióticos no solo sob influência dos microrganismos vão da simples remoção de um único átomo da molécula orgânica, o que pode mudar muito seu comportamento, à sua mineralização completa. Isso resulta de reações bioquímicas diversas que envolvem destoxicação, degradação propriamente dita, mineralização, conjugação, ativação e mudança de espectro de toxicidade do xenobiótico. No co-metabolismo, a transformação é feita por um único microrganismo que não ganha energia ou nenhum benefício dessa transformação para o seu crescimento; ao contrário, este afeta negativamente a célula por ser um uso improdutivo de co-fatores reduzidos como o NADH ou por produzir metabólitos para competidores. Co-metabolismo é um metabolismo não programado que

acontece por acaso por enzimas com pouca especificidade de substrato como as oxigenases, gerando produtos sem sequência no processo biodegradativo. Apesar de ampla capacidade dos microrganismos de degradar os xenobióticos, muitos desses compostos são recalcitrantes, isto é, resistem a decomposição no solo ou apresentam taxa de decomposição muito lenta. Em geral, quanto maior, mais condensada e mais ramificada, maior é a estabilidade química e menor a degradação da substância. Também a existência de ligações químicas incomuns, substituições halogênicas, NO2, -SO3H, CN, -CH3, -CF3, -NH2, -OCH3, existência de anéis aromáticos e arranjos específicos, contribuem para a baixa degradabilidade dos xenobióticos. ok

36. [2.000] (IP:281473689352259 | 01:26:48 | 22:57:36 | 30:48 | 8.429) Resuma o capítulo de modo a permitir um bom entendimento geral.

O solo recebe grandes quantidades de uma variedade imensa de compostos químicos sintéticos, não existentes naturalmente no ambiente, chamados xenobióticos. Estes atingem produção mundial de 200 milhões de toneladas anuais, são adicionados ao solo através da aplicação de defensivos, controle de zoonoses, aterros sanitários, descarte de embalagens e uso agrícola de biossólidos, além de contaminação proveniente da atmosfera. Grande parte das contaminações ocorre pelos pesticidas agrícolas que ocupam posição de destaque no contexto agronômico, ambiental e de segurança alimentar. Os pesticidas agrícolas são defensivos agrícolas com ação tóxica, tendo como principio ativo, compostos químicos xenobióticos em sua grande maioria, desenvolvidos e fabricados para controlar ou erradicar, de maneira geralmente especifica, as pestes das plantas dos homens e dos animais. Tanto no Brasil quanto no mundo, os herbicidas representam a maior proporção de pesticidas consumidos, atingindo cerca de 85% do total usado em alguns países desenvolvidos. Os pesticidas são aplicados sobre as plantas ou sobre o solo e sementes. Seus efeitos vão além do organismo alvo, causando interferências nas plantas, na biota da parte aérea e no solo. Os xenobióticos podem ser transferidos do solo para s organismos, como plantas, através da absorção pelas raízes e para os componentes da biota microscópica meso e macrofauna, entrando na cadeia trófica do ecossistema, podendo atingir o homem por diversas rotas de exposição, resultando em maior biomagnificação do produto. Os pesticidas podem ser classificados em não persistentes: meia vida inferior a 3 meses; moderadamente persistentes: meia vida de 3 a 12 meses e persistentes ou recalcitrantes: meia vida superior a 12 meses. São influenciados pelos fatores que as controlam. A biodegradação dos xenobióticos constitui um dos mais importantes papéis da biota do solo, capaz de se adaptar a essa função, promovendo a destoxificação desse ambiente. Sem a destoxificação dos xenobióticos o solo se tornaria um imenso depósito de tais substancias com efeitos adversos, o que comprometeria a qualidade do ambiente, da água e dos alimentos. Os pesticidas podem, ainda, atuar de modo diferenciado sobre patógenos ou sobre seus antagonistas e predadores e, ainda, sobre microrganismos mutualistas com raízes, interferindo, assim, na sanidade e na produtividade das culturas. Os efeitos dos pesticidas sobre os organismos são relativos e não absolutos; são muito variáveis em função da natureza do produto, dosagem, frequência, de aplicação, condições ambientais e tipo de resposta microbiana empregada. Levando em conta magnitude, duração, reversibilidade ou persistência dos efeitos dos xenobióticos. Quanto à degradação dos xenobióticos do solo, ela pode ser abiótica, ou seja, sem participação dos microrganismos, e biótica, através de processos mediados por microrganismos. As transformações sofridas pelos xenobióticos no solo pelos microrganismos podem ser definidos pelos processos de destoxificação: tóxico para menos tóxico ou atóxico; degradação: transformação de uma substância tóxica em outra mais simples; mineralização: degradação completa da molécula a formas inorgânicas; conjugação: o produto se torna mais complexo pela adição de metabólitos microbianos ou outros materiais; ativação: conversão biótica do produto não tóxico em outro tóxico com ação biocida e; mudança de espectro de toxicidade: quando um produto tóxico para um organismo alvo sofre transformações gerando substâncias tóxicas para

outros organismos. Microrganismos decompositores de xenobióticos são, em geral, bactérias pertencentes a vários gêneros, e também fungos e clorófitas. Por ser a biodegradação o principal processo de desaparecimento da maioria dos xenobióticos no solo, uma das maneiras de avaliá-la é a aplicação do produto marcado com 14C, que é liberado na degradação da molécula como 14CO2 que é quantificado. Apesar da ampla capacidade dos microrganismos de degradar os xenobióticos, muitos desses compostos são recalcitrantes, isto é, resistem à decomposição no solo ou apresentam taxa de decomposição muito lenta. Incluem inúmeros compostos cloroaromáticos de vários tipos, como bifenil-clorados e inseticidas organoclorados; embora proibidos na maioria dos países, inclusive no Brasil, continuam em uso, e também os herbicidas diquat e paraquat e, mais recentemente, a atrazina. Outros produtos sintéticos de grande interesse são os poliésteres, como o PEG (polietileno glicol), que são biodegradados por bactérias encontradas no solo ou em lodos ativados. Os fatores mais importantes determinantes da biodegradação dos xenobióticos no solo são: temperatura, reação do solo, características físicas, matéria orgânica e nutrientes, receptores de elétrons, metais pesados, comunidade microbiana. A biorremediação microbiana é definida como estratégia ou processo que emprega microrganismos ou suas enzimas para destoxificar contaminantes no solo ou outros ambientes. Do ponto de vista prático, a biorremediação é fundamentada em três aspectos principais: existência de microrganismos com capacidade metabólica para degradar o contaminante; o contaminante tem que estar acessível ao ataque microbiano ou enzimático; devem existir condições ambientais adequadas para o crescimento e a atividade do agente biorremediador. Apesar de fundamentadas em um único processo básico que é a biodegradação, as técnicas de biorremediação envolvem variações de tratamentos in situ e ex situ que podem envolver inúmeros procedimentos. A técnica de bioaumentação consiste na inoculação do local contaminado com microrganismos selecionados para degradação do contaminante; Landfarming é a aplicação e incorporação de contaminantes na superfície do solo não contaminado para degradação; Já a bioventilação, estratégia que se aplica a biorremediação em subsuperficie, é uma forma de bioestimulação por meio da adição de gases estimulantes, como O2 e CH4, para aumentar a atividade microbiana decompositora. Atualmente, sabe-se que mais de 300 compostos individuais são passiveis de destoxificação por biorremediação empregando diferentes estratégias. A biorremediação microbiana tem concepção muito antiga, e representa a principal tecnologia de remediação de solos contaminados, entre outros motivos: por ser de baixo custo, fundamentada em processos naturais sem interferências ao ambiente e de grande aceitação pública. ok. meio superficial, mas dá para quebrar o galho.

37. [1.000] (IP:281473689352259 | 01:27:44 | 23:42:48 | 15:04 | 31.206) Discuta potenciais mecanismos pelos quais o enorme gasto energético das plantas com a exudação de carbono rizosférico poderia ser justificado de um ponto de vista evolutivo. Discuta em particular relações com a microbiota do solo.

Ocorrência de fixação biológica de N2 na rizosfera pode contribuir para a eficiência baixa de assimilação microbiana dos exsudatos, pois a FBN requer grandes quantidades de energia, especialmente aquelas de natureza associativa. Pelo menos 16 moléculas de ATP são consumidas para converter um N2 a duas moléculas de NH3. Se uma grande proporção de exsudatos de raízes é utilizado por diazotróficos na rizosfera, a eficiência de assimilação de exsudato de raiz será muito menor do que se não for utilizado por microrganismos não fixadores. Taxas de rotatividade acelerada de biomassa microbiana da rizosfera devido à atividade da fauna pode ser outra explicação para a baixa eficiência de assimilação microbiana de exsudatos de raíz. A ação da fauna (bactérias e fungos) na rizosfera têm sido sugerida como um fator-chave do "efeito priming " de exsudatos radiculares. A atividade da fauna aumenta a taxa de rotatividade de carbono e nitrogênio na rizosfera e, posteriormente, resulta em uma menor quantidade de carbono exsudado ou nitrogênio na forma de biomassa microbiana e, em maior quantidade que é lançado como CO2.

Outra possível causa da baixa eficiência na assimilação de exsudatos radiculares na rizosfera é a limitação de nutrientes minerais tais como nitrogênio devido à concorrência com a absorção radicular. Devido ao fornecimento abundante de carbono disponível sob a forma de exsudados, o crescimento microbiano na rizosfera pode ser muito limitado pelos nutrientes minerais. tudo certo, e nada ligado com a pergunta, já que perguntei sobre alguma vantagem que a planta possa ter com a exudação, e você discutiu a baixa eficiência do uso dos exudatos...

38. [2.500] (IP:281473689352259 | 01:28:07 | 23:10:25 | 42:18 | 4.427) Discuta as principais técnicas de biorremediação.

As técnicas de biorremediação envolvem variações de tratamento in situ (no local) e ex situ (fora do local). Landfarming, digestão anaeróbia, compostagem, biossorção e algumas formas de tratamento da fase sólida são exemplos de técnicas de tratamento ex situ. Das técnicas in situ, que consistem no tratamento do material no lugar, podemos citar a bioestimulação e bioventilação. Técnica empregada com elevada eficiência no tratamento de rejeitos industriais, especialmente na indústria petroquimica, o “landfarming” consiste em aplicar e incorporar contaminantes na superficie do solo não contaminado para degradação. Embora seja uma técnica muito simples e barata, o “landfarming” exige grande espaço, e a redução nas concentrações de contaminantes pode às vezes ser devido à volatilização, ao invés de biodegradação. A compostagem é um processo de decomposição aeróbica microbiana controlada com a formação de materiais orgânicos estabilizados que pode ser usado como condicionador do solo. Os principais fatores no controle de um processo de compostagem incluem parâmetros ambientais (temperatura, humidade, pH e aeração) e parâmetros de natureza do substrato (relação C/N, tamanho de partícula e teor de nutrientes). A bioestimulação, que consiste em adicionar nutrientes para estimular os microrganismos indigenas, exige a presença de organismos nativos capazes de degradar os contaminantes de interesse. Além disso, é necessário que o contaminante esteja disponível para os organismos e não firmemente adsorvido às partículas do solo. Embora os custos de tecnologias de bioestimulação variem enormemente de local para local, essas tendem a ser alternativas de custo baixo. A bioventilação é uma forma de bioestimulação por meio da adição de gases para aumentar a atividade microbiana. Utilizada para tratar a contaminação do solo por combustíveis, compostos orgânicos voláteis e compostos orgânicos semi-voláteis, pesticidas e herbicidas. Porém, não é uma técnica eficaz no tratamento de áreas onde o lençol freático é alto e solos com umidade muito baixa. Tem baixo custo se comparado à outras técnicas. Uma técnica que vem ganhando espaço é a fitorremediação, que consiste no uso de plantas para acelerar a degradação. Além de atuar diretamente sobre diversos tipos de contaminantes, as plantas contribuem indiretamente através do efeito rizosférico sobre a microbiota atuando como um “efeito priming” na biodegradação. A fitorremediação pode ser usada para remediação de solos e águas subterrâneas contaminadas com metais pesados tóxicos, radionuclídeos, contaminantes orgânicos, tais como solventes clorados, compostos BTEX, hidrocarbonetos não aromáticos de petróleo, resíduos de munição nitrotolueno e excesso de nutrientes. Mais superficial do que eu esperava

39. [1.500] (IP:281473689352259 | 01:28:22 | 23:10:18 | 41:56 | 2.531) Discuta alguns dos problemas metodológicos encontrados em estudos de ecologia e ciclagem de C da rizosfera, e consequências destes problemas

Muitas são as dificuldades metodológicas, como por exemplo a dificuldade de separação de raízes muito finas do solo, pois ao ficar algum material na amostra, este pode afetar os dados resultantes relativos à circulação de carbono no solo. No caso do método de abundância natural, que utiliza as diferenças que ocorrem naturalmente na composição isotópica de raiz a partir de

materiais derivados de solo separado, o problema é que apenas as grandes diferenças entre os tratamentos podem ser distinguidos. Devido ao fato de que ele usa combinações artificiais planta - solo, as aplicabilidades dos resultados obtidos por este método para o ecossistema de contabilidade de carbono podem vir em questão. Recentes avanços em técnicas moleculares permitem rastreamento de compostos de baixo peso molecular exsudados pelas raízes na rizosfera , no entanto, essas técnicas exigem um conjunto de ferramentas e habilidades moleculares muito específicas , bem como equipamento dispendioso para a modificação genética de populações microbianas . Além disso, eles não proporcionam dados sobre carbono perdido a partir da rizosfera devido à respiração. Examinando as metodologias existentes, bem como a confiabilidade dos resultados obtidos através da sua utilização, podemos observar que fatores externos podem afetar os processos da rizosfera, portanto, o desenvolvimento do método deve apontar em direção a replicação mais precisa de condições de campo, em laboratório, e, idealmente, para o desenvolvimento de metodologias sólidas para o mínimo de perturbação nas investigações in situ de processos da rizosfera. o português está tão truncado no primeiro parágrafo que está com cara de resultado do google translator, em particular comparando com os outros dois. Simplesmente não consegui ter a mínima ideia do que você quis dizer sobre o método isotópico

40. [1.000] (IP:281473689352259 | 01:28:45 | 23:10:14 | 41:29 | 24.987) Discuta detalhadamente a figura 6.3

A figura mostra os processos que afetam a persistência, o destino e os impactos potenciais dos xenobióticos, demonstrando interação dos xenobióticos com o solo. Os xenobióticos podem ser transferidos do solo para os organismos, como plantas, através da absorção pelas raízes e para os componentes da biota microscópica, entrando na cadeia trófica do ecossistema. A fração que atinge o solo sofre inúmeras interações químicas com a fase inerte da biota, além de sofrer várias alterações químicas que determinam a dissipação ou a persistência. Propriedades intrínsecas como estrutura química e aspectos funcionais da molécula determinam o comportamento e o destino de determinado composto no solo. Dependendo da quantidade e frequência de aplicação, ao se dissiparem, no solo geram metabólitos tão ou mais tóxicos que a molécula original, podendo causar sérios problemas de saúde pública. Saindo do sistema do solo o xenobiótico pode ser volatilizado, fotodecomposto ou ser utilizado pelas plantas e biota do solo. Dependendo das condições do solo, precipitação pluvial e tipo de cultura, os xenobióticos podem ser perdidos por processos erosivos. Na biodegradação, principal processo de desaparecimento da maioria dos xenobióticos no solo, o xenobiótico é metabolizado sendo decomposto em substâncias mais simples, estas substancias podem alcançar o subsolo e corpos d´água influenciando em diversas atividades no ecossistema, resultando em impacto ambiental, bioacumulação e causando riscos à saúde pública. ok

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