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Microbiologia do Solo: Formação do Solo, Microrganismos, Funções CCB / MIP Disciplina: Ecologia Microbiana

microrganismos do solo formacao do solo, microrganismos e funcoes

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  • 1. Microbiologia do Solo: Formao do Solo, Microrganismos, Funes CCB / MIP Disciplina: Ecologia Microbiana

2. Szabolcs (1994) 1.Introduo 3. Formao do Solo - Solo = f (material de origem, clima, organismos, relevo e tempo) Material de origem (rochas) PROCESSOS TEMPO (controlado pelo relevo) CLIMA E ORGANISMOS 4. Definio: Em agricultura e geologia, solo a camada que recobre as rochas, sendo constitudo de propores e tipos variveis de minerais de hmus 5. Parte slidaPoros 25% 25% 45% 5% Composio de um Solo Hipottico 6. Minerais: Slica (SiO2), Fe, Al, Ca,Mg, K P, S, Mn, Na... Matria orgnica: origem vegetal, animal e microbiana insolvel (hmus): melhora a estrutura, libera nutrientes efeito tampo, reteno de gua solvel: produtos da degradao de polmeros complexos: Acares, fenis, aminocidos Constituintes do Solo 7. gua livre: poros do solo adsorvida: ligada aos colides (argilas) Gases: CO2, O2, N2 ... composio varivel em funo dos processos biolgicos Constituintes do Solo 8. Sistemas biolgicos: plantas animais Microrganismos: grande diversidade e abundncia Constituintes do Solo 9. O Ambiente Solo (Fonte: Microbiologia de Brock, Madigan et al.) 10. O Solo comoO Solo como HabitatHabitat Moreira & Siqueira, 2006 11. MACROFAUNA 12. BACTRIAS 13. FUNGOS 14. NODULAO 15. MICORRIZAS 16. Interaes trficas no solo Razes Restos Exsudatos Plantas Nematides Fungos Bactrias NematidesColmbolas caros Protozorios Oligoquetas Colmbolas predadoras Nematides predadores Insetos predadores caros predadores Mamferos e pssaros Siqueira & Moreira (2002) Trannin & Siqueira (2003) 17. A BIOTA DO SOLOA BIOTA DO SOLO PARTCULAS SOZINHAS NO FAZEM UM BOM SOLO... Em cada kg de solo frtil tem-se em torno de: 500 bilhes de bactrias 10 bilhes de actinobacterias 1 bilho de fungos 0,5 bilho de invertebrados microrcpicos 1000 km de hifas e vrios de razes Numerosos vertebrados macroscpicos No so estticos e sim muito dinmicos So bons aliados e uma grande riqueza natural So ignorados devido ao carter microscpico So mais conhecidos pelos efeitos deletrios Os microrganismos garantem a qualidade do solo ALTA DIVERSIDADE 18. Organismos/g de solo x103 Profundidade (cm) Bactrias aerbicas Bactrias anaerbicas Actinomicetos Fungos Algas* 3 - 8 7800 1950 2080 119 25 20 - 25 1800 379 245 50 5 35 - 45 472 98 49 14 0,5 65 - 75 10 01 05 06 0,1 135 - 145 01 0,4 - 03 - *Inclui cianobactrias Distribuio de microrganismos em vrios horizontes do perfil (Starc, 1942 apud Alexander, 1977) Classificao Ecolgica dos Microrganismos do Solo - Autctones (indgenas) = populao de microrganismos pouco afetada pela adio de nutrientes ao solo, vivendo s custas dos resduos em estgios avanados de decomposio - Zimgenes (fermentativos) = populao de microrganismos estimulada pela adio de resduos ao solo, principalmente os resduos facilmente decomponveis 19. Bactrias: grupo mais numeroso e mais diversificado 3 x 106 a 5 x 108 por g de solo seco limitaes impostas pelas discrepncias entre tcnicas heterotrficos so mais facilmente detectados Gneros mais freqentes: Bacillus, Clostridium, Arthrobacter, Pseudomonas, Nocardia, Streptomyces, Micromonospora, Rizbios Cianobactrias: pioneiras, fixao de N2 A microbiota do solo Streptomyces 20. Mais de 4 000 espcies bacterianas diferentes em 100 g de solo Torsvik et al. 1994 (Tcnicas de reassociao de DNA extrado do solo). Menos de 1% das espcies microbianas conhecidas (no cultivveis no crescem em meio de cultura, e.g. fungos micorrzicos arbusculares) Solo Heterogneo, dinmico e complexo - Grande parte dos recursos genticos desconhecida Funo destes microorganismos??? 21. Fungos: 5 x 103 - 9 x 105 por g de solo seco limitados superfcie do solo favorecidos em solos cidos ativos decompositores de tecidos vegetais melhoram a estrutura fsica do solo Gneros mais freqentes: Penicillium, Mucor, Rhizopus, Fusarium, Aspergillus, Trichoderma A microbiota do solo 22. Algas 103 - 5 x 105 por g de solo seco abundantes na superfcie acumulao de matria orgnica: solos nus, erodidos Protozorios e vrus - equilbrio das populaes - predadores de bactrias - parasitas de bactrias, fungos, plantas, ... A microbiota do solo 23. Processos Biolgicos do Solo: Suas Inter-relaes e Funes no Ecossistema Siqueira & Trannin, 2003 24. -(Constanza et al. Nature,1997:Valor dos servios dos ecossistemas terrestres e capital natural: U$34 trilhes, Ciclagem de nutrientes global anual U$17 trilhes (Inclui a FBN) - Decomposio da matria orgnica e produo de hmus - Controle biolgico de patgenos - Alterao das caractersticas fsicas do solo (e.g. agregao) - Produo de metablitos diversos: antibiticos, cidos orgnicos, hormnios, alelopticos - Decomposio de xenobiticos - Nutrio vegetal. Fixao biolgica de N2 Soja no Brasil: Economia de US$ 3.0 bilhes anual Funes dos Microrganismos 25. REDUNDNCIA FUNCIONAL: Vrias espcies de microrganismos realizam o mesmo processo, i.e., tm a mesma funo. Garante RESILINCIA (recuperao) dos processos no solo- Cada espcie microbiana realiza vrias funes. E. g. Azospirillum brasilense , Bradyrhizobium japonicum fixadores de N2 e desnitrificadores. Outros fixadores de N2 participam dos Ciclos do C, P, S, etc. 26. Viso Esquemtica do Solo como umaViso Esquemtica do Solo como uma Mquina DecompositoraMquina Decompositora Disponibilizao de Nutrientes - Mineralizao - Imobilizao - Oxi-reduo S0 + H2O + 1,5O2 H2SO4 2H+ + SO4 2- MnO2 + 4H+ Mn2+ + 2H2O - Solubilizao Ca5OH(PO4)3 + H+ 5Ca2+ + H2O + 3PO4 3- AlPO4 + 2H+ Al3+ + H2PO4 - FePO4 + 2H+ Fe2+ + H2PO4 - - Fixao Biolgica de Nitrognio 27. Contribuio dos Microrganismos para a Formao ou Estabilizao de Agregados do Solo Modificado de Rillig & Mummey (2006) Miller & Jastrow (1992) 28. Microrganismos e Agregao do solo. FungosFungos filamentososfilamentosos Polissacardeos e hifasPolissacardeos e hifas de fungos comode fungos como agentes agregantesagentes agregantes de partculas do solode partculas do solo (Robert & Chenu,(Robert & Chenu, 1992)1992) 29. 11 22 Derxia gumosa isolada de razes de Oryza perenne em solo de vrzea da regio Amaznica. 1- Clulas em microscpio com contraste de fase, notar goma em volta das clulas. 2 Aspecto da colnia em placas. Cortesia F.M.S. Moreira 30. RIZOSFERA Hiltner (1904) zona de influncia das razes- 0,01 a 3 mm daHiltner (1904) zona de influncia das razes- 0,01 a 3 mm da superfciesuperfcie 31. Rizosfera: O Paraso dos Microrganismos do Solo (Antagonistas e Patgenos) RizosferaRizosfera A Grande Maioria Benfica O Efeito RizosfricoO Efeito Rizosfrico 32. Compostos Excretados pelas Plantas na Rizosfera (Rizodeposio) Modificado de Alexander, 1977; Curl & Truelove, 1986 33. Actinobactrias Actinobactrias (R) (S) 34. A Reduo da Diversidade Facilita o Desequilbrio Biolgico nos Agrossistemas Microrganismos Antagonistas Fitopatgenos = Espcies fngicas dos gneros Penicillium, Aspergillus, Fusarium, Mucor, Rhizopus, Stachybotris, Alternaria, etc Efeito do tempo de monocultivo no favorecimento de fungos fitopatognicos para as culturas do trigo e ma (Vancura & Kunc, 1988, 1989) Fungos Patgenos (% total) Fungos Patgenos Actinobacterias 35. Processos Biolgicos do Solo: Suas Inter-relaes e Funes no Ecossistema Siqueira & Trannin, 2003