Microbiologia do Solo.pptx

Conceitos básicos gerais de microbiologia do solo

1. Microbiologia do Solo Jordana Luísa de Castro Bióloga, Mestra em Ciência do Solo - UFLA Doutoranda em Ciência do Solo – UFLA

2. Um breve resumo histórico: Processos mediados por microrganismos são utilizados desde a.C. Louis Pasteur – pai da Microbiologia Louis Pasteur

3. Um breve resumo histórico: Século XIX: avanços nos estudos de Química e Nutrição Mineral de plantas  leguminosas e fixação biológica de nitrogênio Século XX: a Microbiologia do Solo tornou-se ciência autônoma Final da década de 50 e início da década de 60: a euforia da alta produtividade – resultado do avanço científico e tecnológica

4. Um breve resumo histórico: Década de 70 – consequências do uso de agroquímicos e crise energética - Agricultura orgânica Microbiologia do Solo – novamente em evidência (Engenharia Genética e Biologia Molecular ) Johanna Döbereiner – significativas contribuições para a Microbiologia do Solo

5. Um breve resumo histórico: Agrotecnologia do século XXI: Otimização da eficiência biológica visando a produção sustentada dos ecossistemas. Solo Biota e seus processos Fluxo de energia

6. Os Organismos do Solo

7. Os organismos do Solo Diversidade biológica – procariotos e eucariotos Diversidade funcional Diversidade metabólica

8. Os organismos do Solo Biota do solo inclui representantes de todos os domínios e reinos Grande diversidade ainda desconhecida

9. Organismos do solo

10. Organismos do solo Bactérias pertencentes ao gênero P seudomonas

11. Organismos do solo

12. Ecologia do Solo Complexidade Biológica G arante relações diversas L imita a explosão populacional Gera equilíbrio

13. Metabolismo e processos microbianos Decomposição de materiais orgânicos Mineralização de compostos orgânicos Transformações inorgânicas de N e S Produção de metabólitos diversos Degradação de compostos xenobióticos

14. Redundância funcional Várias espécies de microrganismos realizam o mesmo processo , têm a mesma função – o que garante a RESILIÊNCIA dos processos no solo. Cada espécie microbiana realiza várias funções  Azospirillum brasilense , Bradyrhizobium japonicum – fixadores de N 2 e desnitrificadores . Outros fixadores de N 2 participam dos Ciclos do C, P, S, etc.

15. Componentes do Solo

16. Interações microrganismos-solo Solo não rizosférico  deserto nutricional Participam da gênese do habitat onde vivem O efeito rizosférico

17. Interações microrganismos-solo Enzimas do solo – medida da atividade microbiana no solo  degradação de matéria orgânica e liberação de nutrientes. Microrganismos e a agregação do solo  fatores abióticos e bióticos

18. Interações microrganismos-solo

19. Fatores ambientais que afetam os microrganismos Substratos e fontes de energia Fatores de crescimento – substancias essenciais ou estimulantes para o crescimento de microrganismos Nutrientes minerais Composição e força iônica da solução do solo pH

20. Fatores ambientais que afetam os microrganismos Gases do solo Água no solo Potencial redox Temperatura e radiação solar

21. Interações entre organismos Interações positivas: comensalismo, protocooperação , mutualismo. Interações negativas: competição, alelopatia , amensalismo , parasitismo, predação

22. Efeitos antropogênicos Adição e remoção de elementos Práticas de cultivo Mineração

23. Métodos de avaliação da biota do solo

24. Qualidade do solo C apacidade de funcionar nos limites do ecossistema, para sustentar a produtividade biológica, manter a qualidade ambiental e promover a saúde vegetal e animal ( Doran e Parkin , 1994).

25. Organismos envolvidos na decomposição da Matéria Orgânica do Solo Trituradores: coleópteros, ácaros, crustáceos, lepidópteros, formigas, miriápodes, quilópodos Trituradores/decompositores: colêmbolas , miriápodes, coleópteros, dípteros, ácaros, minhocas, enquitrídeos , fungos, bactérias e actinomicetos Decompositores/trituradores : fungos, bactérias, actinomicetos , colêmbolas , enquitrídeos , minhocas Apenas decompositores: fungos, bactérias, actinomicetos

26. Matéria orgânica do solo

27. Matéria orgânica do solo

28. Xenobióticos no solo Papel dos microrganismos e efeitos sob a microbiota do solo

29. Biorremediação microbiana Estratégia utilizando microrganismos ou suas enzimas para destoxificar contaminantes no solo ou outros ambientes.

30. Rizosfera Corresponde à zona de influência das raízes que vai desde sua superfície até uma distância de 1 a 3 mm ( Hiltner , 1904). Fonte: Dam & Bouwmeester, 2016. (A) Exsudação de compostos fenólicos para inibir a germinação ou crescimento de outras plantas ( alelopatia ); (B) Larvas de insetos que se alimentam das raízes induzem a produção de compostos voláteis, como compostos contendo enxofre, atraindo nematóides patogênicos (C) o exsudato radicular das plantas afeta a colonização por bactérias da rizosfera e inicia a colonização e formação de nódulos radiculares por Rhizobium ; (D) exsudatos radiculares induzem a eclosão de cistos de nematoides e atraem nematóides juvenis em direção à raiz; (E) a ponta das raízes é o local de exsudação mais ativa; (F) Exsudatos induzem a ramificação de hifas de fungos micorrízicos arbusculares e (G) a germinação de plantas parasitas é induzida por exsudatos radiculares de seu hospedeiro.

31. As transformações dos elementos e a sustentabilidade Processos biológicos  disponibilidade dos elementos químicos Ciclagem dos elementos Os microrganismos atuam direta ou indiretamente nos processos

32. As transformações dos elementos e a sustentabilidade Mineralização Imobilização orgânica Oxidação/redução Solubilização Precipitação e volatilização de elementos no sistema solo-planta como: H, O, C, N, P, S, K, Ca, Si, Mn, dentre outros.

33. Micorrizas Definição : “ Associações simbióticas mutualísticas entre raízes de plantas e determinados fungos do solo”. São afetadas pelo ambiente edáfico: pH, manejo do solo, especificidade da planta, a fertilidade do solo (adição de P ao solo, geralmente reduz a colonização). Benefícios para as plantas: P, água, agregação do solo, etc.

34. Micorrizas Micorrizas mais frequentes nos ecossistemas :  Micorrizas arbusculares : C olonizam as raízes de plantas de quase todos os gêneros de Gimnospermas e Angiospermas, além de algumas Briófitas e Pteridófitas Formam arbúsculos, estruturas intra-radiculares altamente ramificadas

35. Micorrizas  Ectomicorrizas : São formadas por fungos septados, em geral pertencentes ao grupo dos Basidiomicetos Ocorre formação de manto fúngico ao redor das raízes Intensas modificações morfológicas das raízes colonizadas, típicas de árvores de clima temperado

36. Micorrizas

37. Fixação Biológica de Nitrogênio Disponibilidade de N para os seres vivos – atmosfera Processos de fixação de nitrogênio: biológico x industrial Organismos fixadores de nitrogênio: vida livre, associativas e simbióticas Genes relacionados à nodulação: NIF e NOD

38. Fixação Biológica de Nitrogênio Simbiose entre rizóbios e leguminosas – importante!!! Economicamente Ecologicamente

39. Fixação Biológica de Nitrogênio Fonte: Laborgene, 2019.

40. Fixação Biológica de Nitrogênio

41. Fixação Biológica de Nitrogênio Benefícios da utilização da FBN Onde utilizar? Porque utilizar? Fonte: Rehagro.

42. “ A importância dos infinitamente pequenos é infinitamente grande”. Louis Pasteur   Obrigada !