Aula 3 Rizosfera e Microorganismos

Beto casali

Disciplina: microbiologia e biologia do solo

ECOFISIOLOGIA DA RIZOSFERA

Raiz

Funções:

Suporte físico

Absorção de água e nutrientes

Reserva de substâncias

Pode ocupar 1% do volume total da camada de 0-15 cm

Depende da translocação de

fotossintatos da parte aérea

RIZOSFERA

(L. HILTNER –1904)

Região do solo cuja atividade biológica é

influenciada pelas raízes das plantas

Rizoplano Rizosfera

Zona de contato íntimo

com a superfície das

raízes

Solo adjacente

(zona exterior)

Prof. Maria de Fátima Peixoto

RIZOSFERA

1. Efeito das raízes das plantas sobre os microorganismos

Produção e liberação de substâncias orgânicas

• Exudatos – compostos de baixo peso molecular

(monossacarídeos) que vazam passivamente das células

• Secreções – compostos de alto e baixo peso molecular

liberados através de processos metabólicos

• Lisados – compostos liberados por autólise de células

epidermais, oriundas da ruptura do plasmalema.

• Mucilagem – tipo de secreção, composta por polissacarídeos,

que tem por função proteger as partes de cresimento da raiz e

facilitar a sua inserção no solo.

Liberação de Exudatos

Até 40% do total da

matéria seca produzida

através do carbono

orgânico da fotossíntese,

pode ser convertido em

exudatos.


TRANSFERÊNCIA DE FOTOSSINTATOS RAIZ/RIZOSFERA

CARBONO FOTOASSIMILADO

100

RAIZES-20-40% RESPIRAÇÃOCRESCIMENTO

CO2

EXUDATOS MUCIGEL TECIDOS

MICROORG. M.O. DO SOLO

MICROORGANISMOSCO2

COMPOSTOS LIVRES

SECREÇÕES

CO2


COMPOSTOS COMUMENTE ENCONTRADOS

NA RIZOSFERA DE PLANTAS

• Aminoácidos – todos de ocorrência natural

• Ácidos orgânicos – acético, butírico, cítrico, fórmico lático, oxálico, etc.

• Carboidratos – arabinose, frutose, glicose, galactose, maltose, etc.

• Derivados de ácidos nucléicos – adenina, guanina, citosina, uridina

• Vitaminas – biotina, colina, inositol, ác. Pantotênico, etc.

• Enzimas – amilase, invertase, fosfatase, protease, etc.

• Outras substâncias – auxinas, CO2, álcool, glutamina, ácidocianídrico.


COMPOSTOS COMUMENTE ENCONTRADOS

NA RIZOSFERA DE PLANTAS

• Número de microorganismos pode ser 1000 vezes

maior no solo rizosférico que no não rizosférico




População microbiana em função da espécie e idade da planta

População microbiana em função da espécie e idade da planta



Rizosfera: Paraíso dos Microrganismos do Solo


Microrganismos comumente encontrados na rizosfera

• Bactérias – Bacillus, Pseudomonas, Erwinia, Celulobacter,

Arthrobacter, Micrococcus, Rhizobium, Azospirillum, etc.

• Fungos– Alternaria, Aspergillus, Penicillum, Fusarium, Tricoderma,

Glomus, Acaulospora, Gigaspora, etc.

• Actinomicetos– Streptomyces e Actonomyces

• Microfauna– Nematóides, protozoários.



MANEJO COLHE X PLANTA


ROTAÇÃO DE CULTURAS

A Redução da Diversidade Facilita o Desequilíbrio

Biológico nos Agrossistemas

Microrganismos Antagonistas

Fitopatógenos = Espécies fúngicas dos gêneros Penicillium, Aspergillus,

Fusarium, Mucor, Rhizopus, Stachybotris, Alternaria, etc

Efeito do tempo de monocultivo no favorecimento de fungos fitopatogênicos

para as culturas do trigo e maçã

(Vancura & Kunc, 1988, 1989)

Fungos

Patógenos

(% total)Fungos

Patógenos


2. Efeito dos microorganismos rizosféricos sobre as plantas

Interações microbianas:

Neutralismo – inteira interdependência

Simbiose – Dependência mútua

Protocooperação – Mútuo benefício, sem dependência obrigatória

Comensalismo – Uma espécie é beneficiada e a outra indiferente

Antibiose – Uma espécie é suprimida e a outra não é afetada

Competição – Há supressão de uma espécie em relação a outra

Parasitismo e Predação – Ataque direto de um organismo sobre o outro

2.1 Microrganismos estimulam a exsudação das plantas

Barber & Martin (1976)


ANTAGONISMO MICROBIANO NA RIZOSFERA

ANTAGONISTA PATÓGENO MECANISMO

Bacillus subtilis Fusarium graminearum

Antibiose

Pseudomonas putida Fusarium oxysporum

Antibiose/competição

Agrobacterium radiobacter Agrobacterium tumefascens

Antibiose/competição

Tricoderma spp. Gaeumanomices graminis

Parasitismo

Arthrobacter/Streptomyces Rizoctonia/ Phytium

Antibiose

Protozoários Vários funfos Parasitismo


2.2 Inibição de outros microorganismos patogênicos

FUNGO DE SOLO FITOPATOGÊNICO

Podridão em milho causada pelo fungo Pythium aphanidermatum.


2.2 Inibição de outros microorganismos patogênicos

2.3 Disponibilidade e absorção de nutrientes

Decomposição de compostos orgânicos : 4x mais CO2

Amonificação – NH4 – alto efeito rizosférico

Nitrificação – mais limitado (baixa conc. NH4)

Desnitrificação – Alta liberação de CO2- microsítios anaérobicos

(favorece)

Fixação Biológica – Constante liberação de C; baixa tensão de O2,

baixo teor de N: favorável

Solubilização de fostatos e sulfatos – Alta taxa de decomposição:

libera ácidos (favorece)


2.4 Produção de substâncias promotoras e

inibidoras do crescimento de plantas

Promotoras

Giberelinas (+ de 50) – Ác. Giberélico –GA3: produzido pelo

fungo Giberella fugikouri

Auxinas – (AIA)- Acido-3- Indolacético: aumenta produção

de raízes laterais (Azospirillum

lipoferum – bac. diazotrófica)

Citocininas – Ex. Zeatina: promove divisão celular em

tecidos de plantas


Rizobactérias promotoras do crescimento de plantas (RPCP)

(Kloepper & Schroth, 1978)

• produzem substâncias promotoras do crescimento vegetal

• Vivem na rizosfera sem estabelecer relações simbióticas com

plantas

• Interferem na nutrição das plantas

• Fazem controle biológico de fitopatógenos através de produção de

antibióticos, competição por nutrientes e sítios de infecção, etc.

• São competidores eficientes que deslocam outros organismos


RPCP

Azotobacter, Bacillus, Pseudomonas

Usadas na bacterização de sementes

Exercem ação antagônica aos patógenos da raiz e produzem

substâncias promotoras de crescimento de plantas


Inibidoras (Fitotoxinas)

Ácidos orgânicos alifáticos – Acético, butírico, fórmico, lático etc.

Aromáticos – Ácido vanílico,salicílico, etc.

Outras substâncias – Sulfeto de hidrogênio (H2S), ácido cianídrico

(HCN), etanol, antibióticos etc.

Enterobacter, Klebsiella, Flavobacterium,etc

Atraso no crescimento de raízes laterias e na germinação

de sementes


2.4 Produção de substâncias promotoras e inibidoras do

crescimento de plantas

3. Tecnologias microbianas

Colonização da rizosfera

Inoculação das sementes

Substrato mais utilizado: turfa

Controle biológico

Introdução de antagonistas

Controle integrado (antagonistas +

manipulação ambiental para favorecer o

antagonista ou desfavorecer o patógeno)



Azospirillum brasiliense

Fixação biológica de nitrogênio

Produção de substâncias promotoras de crescimento radicular


Rhizobium tropici




BradyRhizobium japonicum




Trichoderma spp

Fungo que controla outros fungos que causam doenças nas

raizes das plantas (Antibiose e predação).


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