• Populacional → alimentos e matéria-prima

•solo, H2O e biota → essenciais à vida

• conscientização →

INTRODUÇÃO

�Exploração extrativista dos rn�Prejuízos ambientais → sociedade

afetados → agricultura, indústria e urbanização

conservação ambiental e preservação da biodiversidade

O SOLO EM PERSPECTIVA

FIGURA 2. SOLO HIPOTÉTICO (STOTZKY, 1972; METTING JÚNIOR, 1992).

a) Fração Mineral

• Esqueleto do solo

• fração TFSA

� textura

�minerias primários�minerais secundários

�partículas ∅ 2,00 a 0,002 mm

�colóides (< 0,002 mm) CTC,

�reservatório de nutrientes, lixiviação

� estrutura

� plantas e microrg. solos francos

MINERALOGIA DO SOLO

• Localização dos microrganismos

Ocorre influência da mineralogia!

�Adsorvidos a partículas. � ex. bactérias, cargas negativas,

�Superfície

�Dentro dos agregados

•Características dos colóides do solo

�área superficilal;

�ctc, imobilização de enzimas e

�poder tampão

MINERALOGIA DO SOLO

• Colóide Mineral: Argila

• Adsorção de metabólitos tóxicos e proteção às células;

–Fusariose da bananeira e do melão (Siqueira & Franco,

1988).

–Leptospirose enzoótica Bovinos

• Colóide orgânico: húmus

•Ex: montimorilonita �atividade fúngica

�Fonte de nutrientes e agregação do solo

MINERALOGIA DO SOLO

• Microporos φ 2 a 6 µm

�Proteção física protozoários

�Sobrevivência do rizóbio � + bentonita

b) Fração Líquida

• H2O líquida, gasosa e sólida� adsorvida argila-húmus;

• Volume total (poros do solo) 50 a 60%

� movimento;

� tecidos vivos e mortos

• H2O 15 a 45% e o restante pelos gases;

• volume mínimo 10%;

• < 1% altera metabolismo

Tabela 3. Composição comparativa entre o ar do solo e o ar atmosférico (Alexander, 1977).

Gases Atmosfera (%) Solo (%)

N 78 78,6

O2 20,9 20

CO2 0,03 0,5

c) Fração Gasosa

�CO2 que o ar atmosférico; > difusão em todas direções;

– decomposição da mo CO2

– respiração das raízes e organismos

– variação do teor de umidade

• metabolismo microbiano

aeróbio ou anaeróbio

descontínuo agregados

d) Fração Orgânica

original decomposição húmus

• Fatores que afetam a decomposição

Restos (V, A e O)

� relação C/N

� superfície específica

� umidade x aeração

� temperatura (30 a 45OC)

� pH e nutrientes

e) Organismos do solo

• Seres vivos < 1% do volume total

Abrange

Macrofuna insetos

Mesofauna ácaros

Microrganismos bactérias

Tabela 4. Valores de densidade e biomassa microbiana mais comumente citada na literatura(Modificado de Siqueira, 1988).

% peso vivoKg.ha-1No g-1 solo

BiomassaDensidadeGrupo

Bactérias

Actinomicetos

Fungos

Algas

Microfauna

100 a 4.000

0,2 a 1.000

400 a 5.000

5 a 500

2 a 100

0,10

0,01

0,01

< 0,001

< 0,01

106 a 109

104 a 108

103 a 107

103 a 105

102 a 107

Complexo Biológico do Solo

�Desdobrando MO CO2; Ác. Orgânicos

alteram a formação e as condições fisico-químicas do solo

�Fixando N2;

�Oxidando enxofre SO4;

�Reduzindo: NH2 NH3;

�Elaborando enzimas celulase;

�Sintetizando Tecidos CO2 e N2

3. Fatores que influenciam a população do solo

a) Substâncias nutritivas

• Origem

Essencias: N, P, K, Ca, Mg, ...

Específicos: Vitamina B12

Ar, solução, colóides;

Matéria orgânica, subst. minerais

Tabela 5. Tipos de metabolismo encontrados nos microrganismos do solo (Adaptado de Siqueira, 1993).

Doador de eletrons

Fonte de carbono

Fonte de energia

Fotolitotrófico

Fotorganotrófico

Quimilitotrófico

Quimiorganotrófico

Tipo

subs.org.

subst. min.

luz

luz

subs.org.

CO2

subs. org.

CO2 H2S, SO, H2

subs. org.

subs.org.

subs.org.

b) Matéria Orgânica

• quantitativo 10% solos orgânicos

• qualitativo

– relação C/N

– carboidratos

• celulose

• hemicelulose bactérias e actinomicetos

� lignina fungos

Tabela 6. Influência da adição de restos vegetais e nitrato na densidade de fungos e bactérias (WAKSMAN & STARKEY, 1931).

Aumento

(%)

Bactérias

X (105)

Aumento

(%)

Fungos

X (103)Tratamentos

87

136

233

297

247

0

56

168

241

184

88

342

357

746

743

0

288

306

748

744

Controle

0,5% Trigo (T)

0,5%T + 0,025 % NO3-

0,5% Alfafa (A)

0,5%A + 0,025 % NO3-

c) umidade x aeração

• ideal 70 a 80% da capacidade de campo

• importância

• 70 – 80% células• decomposição da matéria orgânica• mineralização do húmus

• degradação de xenobióticos• unicelulares biofilmes (superfície dos colóides)

• pluricelulares vazios insaturados (atravessam)

fase aquosa (absorção)

–varia % argila, tipo de argila, mo, etc.

Tabela 7. Relação entre aeração, potencial de oxi-redução e processos bioquímicos no solo.

redução de SO4=;

produção de CH4 e H2S0 a –220 mVAnaeróbio

desnitrificação;

redução: Mn+4 e Fe+3;

� NH4+, Mn2+ e Fe2+

+300 a 0 mVMicroaerófilo

respiração

oxidação+600 a +300 mVAeróbio

Processo

Consequência

Potencial

Oxi-red (Eh)

Estado de

oxigenação

d) temperatura

• Células Reações fisiológicas

• solo características físico-químicas–tensão superficial, potencial redox, pressão, difusão

• função energia absorvida x perdida

– cob. vegetal, declive, tipo de solo

• pesquisas

–correlação atividade (co2) x temperatura

• Habilidades

• Baixas temperaturas

• Altas temperaturas

– Mudanças conformacionais em proteínas

– Mudanças estruturais

– Desnaturam proteínas

– Ac. Graxos grau de fluidez dos lípideos

–Termófilos proteínas termoestáveis

• Criófilos < 20oc• Mesófilas 20 a 40oc• Termófilas > 40OC

Classificação

• diversidade microbiana

–calotas polares -50oc

–deserto de Golbi 50oc

–nascentes de água 90oc

–registros de bactérias 250oc

e) Cobertura Vegetal

• sombreamento;

• raiz:

• folha : gramíneas e leguminosas;

• galhos;

• exsudados

1. Médias com pelo menos uma letra maiúscula na linha e minúscula na coluna, não diferem entre si pelo teste de Tukey a 5%.

EucalíptoPastagemMata naturalProf

(cm)

Cobertura vegetal

Tabela 7. Dióxido de carbono (meq/100 g TFSA) resultante da decomposição da matéria orgânica, em diferentes profundidades sobre três coberturas (Adaptado de Fialho et al., 1991)

0 – 2 6,6aA 6,3aA 6,0aA

2 – 4 5,9aA 4,3bB 3,6bB

4 – 6 4,5bA 3,7 bcAB 2,8bcB

6 – 8 3,4bcA 3,1cdA 2,3cdA

f) Estações do ano

• umidade x temperatura

• regiões temperadas

– primavera e outono �

– verão e inverno �

• regiões tropicais

– chuvas �

– secas �

Figura 3. Densidade populacional de Amynthas spp, obtida com o extrator formol em área de plantio direto, Ponta Grossa-PR (Tanck et al., 2000).

d

a

c

ef

bb

d

ede

eff

d

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

fev/93 mar/93 abr/93 mai/93 jun/93 jul/93 ago/93 set/93 out/93 nov/93 dez/93 jan/94

Época

No. m

-2

g) pH

• > solos brasileiros ácidos

• � [H+] ; [Al e Mn] e � [Ca, P e Mo]

• inibição microbiana

• � [H+ e OH-]

– penetração de compostos tóxicos

– desnaturação

inibição enzimática

g) pH Modificações

1. Acidificação

Aeróbio

a. 2NH4+ + 3O2 2NO2

- +2H2O + 4H+

2NO2- + O2 2NO3

-

b. Enxofre reduzido H2SO4

c. CO2 + H2O H2CO3

Anaeróbio

Ac. Orgânicos

g) pH

II. Alcalinização

•� Relação C/N

– CaCN2

– Farinha de alfafa

– 2NH2CO;

• � NH3

• Insensitivos

– EX: Bactérias 6,0 a 9,0; Fungos 2,0 a 8,0

CLASSIFICAÇÃO

• Neutrófilos

– Actinomicetos pH > 5,5

– diatomáces e cianofíceas pH > 6,0

• Acidófilos

• Basófilos > 8,0

h) Profundidade

• MO

• Raízes

• Acidez

• Alumínio

• Trocas gasosas

Tabela 9. Populações microbianas (No x 104/g solo) em solo com cobertura de siratro e sem cobertura vegetal (Adaptado de Catellan & Vidor, 1990)

Sem cobertura

0 – 5 cm

Siratro

0 - 5 cm 5 – 15 cm

Cobertura/Profundidade

Grupo

Bactérias

Fungos

Actinomicetos

Solubilizadores

1534

479

12,5

15,7

829

331

6,9

22,1

630

405

12,9

19,5

j) Práticas Culturais

• Terraços

• Adubação mineral

• Adubação verde

• Calagem

• Irrigação

• Resteva

• Adubação orgânica

• www.ufpr.br/~jair