Botânica Agrícola

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Rizosfera
Universidade Federal Fluminense
Botânica Agrícola
Rizosfera
Daniela Vilela Cunha
25/01/2012
Universidade Federal Fluminense 
Sumário
1.Introdução	3
2. Nutrientes Orgânicos da Rizosfera	4
3. Interação dos Microrganismos na Rizosfera	4
3.1 Rizobactérias.......................................................................................................................5
3.2 Micorrizas............................................................................................................................5
3.3 Actinorrizas	6
4. Rizorremediação	6
5. Micorrizas na Agricultura	7
6. Considerações Finais	7
7.Bibliografia	7
1. Introdução:
A rizosfera, região do solo sob influência direta da presença das raízes, com características distintas das do solo, é a região onde ocorre a maior parte das interações entre microrganismos e plantas.
A rizosfera é um habitat mutável, sendo que a sua composição e a sua estrutura são influenciadas durante o ciclo vegetativo. Suas dimensões também são determinadas pelo tipo, composição e umidade do solo. A planta pode modificar as características químicas do solo nas proximidades de suas raízes através dos fragmentos descascados da superfície das raízes e dos exsudatos radiculares solúveis, enriquecendo o solo com uma variedade de compostos orgânicos; do consumo de O2 e liberação de CO2, modificando a atmosfera radicular; da absorção seletiva de íons nutritivos, diminuindo a concentração de sais; e do consumo de H2O, reduzindo a umidade, etc.
A presença das raízes e as modificações físicas e químicas que elas produzem criam um ecossistema especializado, onde o crescimento das populações na comunidade microbiana pode ser beneficiado ou inibido.
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 diretamente e positivamente o tempo de geração microbiano.
As atividades das raízes criam um habitat favorável para o desenvolvimento das populações fúngicas. Entretanto, o efeito rizosférico sobre estes microrganismos parecem ser mais limitados do que para as populações bacterianas. A proximidade das raízes resulta na germinação dos esporos dormentes, que são predominantes no solo não rizosférico.
Figura1. Rizosfera
Fonte: http://www.redes-cepalcala.org/olivaryescuela/divulgacion/
2. Nutrientes Orgânicos da Rizosfera:
As maiores fontes de carbono e nitrogênio para os microrganismos rizosféricos são, de modo geral, as células que se descamam das raízes e os exaudatos radiculares solúveis.
As raízes consistem de um meristema apical que produz células da coifa, na direção do ápice, e células que se tornam o verdadeiro “corpo” da raiz. Estas últimas se diferenciam em cilindro central, córtex e epiderme. As células da coifa descamam-se continuamente, num processo que é muito importante na manutenção do efeito rizosférico. O cilindro central compreende os elementos vasculares, o periciclo e a endoderme. A endoderme é uma camada compacta de células, com partes suberizadas e/ou lignificadas, construindo proteção contra alguns fitopatógenos. Fungos micorrizicos não a penetram, restringindo sua colonização à região do córtex.
Os pêlos radiculares, com paredes finas e muito numerosas, cumprem a função de absorção de água e nutrientes. Funcionam somente por alguns dias ou semanas e rapidamente são colonizados por microrganismos.
3. Interação dos microrganismos na rizosfera:
As interações biológicas têm um papel fundamental no funcionamento do solo, ou seja, na sua capacidade de sustentar a vida tanto das plantas como dos animais e outros seres que vivem no solo.
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. Os 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.
No contexto de eventos que ocorrem na interface raiz-solo, os microrganismos que interagem com a rizosfera participam de vários ciclos, tais como: nitrogênio, carbono, fósforo e enxofre. Estes microrganismos interagem com a raiz das plantas, suprem nutrientes e tem uma participação ativa na nutrição e crescimento das plantas.
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.
3.1. Rizobactérias:
 (
Figura 
1
 - Colonização de raízes de algodoeiro por Bacillus megaterium
)
Diversas rizobactérias tem a capacidade de promover o crescimento de plantas. Este efeito é atribuído à produção de substâncias reguladoras de crescimento, à produção de antibióticos e sideróforos, mineralização e solubilização de nutrientes como o fósforo e fixação de nitrogênio.
Dentre as rizobactérias promotoras de crescimento de plantas (RPCPs), as bactérias do gênero Pseudomonas spp. são as mais bem estudadas. Isto se deve, principalmente, à sua grande capacidade de suprimir patógenos de solo, à sua ocorrência de forma natural e em elevadas populações, ao fato de serem nutricionalmente versáteis e possuírem habilidade de crescer numa ampla faixa de condições ambientais, além de produzirem uma grande variedade de antibióticos, sideróforos e hormônios de crescimento vegetal. As rizobactérias do grupo fluorescente (P. fluorescens-putida) possuem um versátil metabolismo, podendo utilizar vários substratos liberados pelas raízes e também moléculas xenobióticas que atingem a rizosfera.
A produção de antibióticos tem sido associada à diferenciação na morfologia celular, tal como: a produção de esporos, ou ainda limitada ou impedida, por deficiências nutricionais, o que seria suprido pela rizosfera, dado a quantidade de nutrientes exsudados.
3.2. Micorrizas:
A interação entre fungos micorrízicos e fungos fitopatogênicos do solo tem revelado que plantas micorrizadas, em geral, apresentam menores danos que as não micorrizadas, como resultado da diminuição na incidência da doença ou pela inibição do desenvolvimento do patógeno. Os mecanismos de ação envolvidos no aumento de tolerância da planta micorizada a pátogenos parecem estar relacionados: à alteração na qualidade e quantidade de nutrientes na rizosfera; à produção de aminoácidos e açúcares redutores; às alterações na fisiologia das raízes e aumento de espessura da parede de células corticais; à competição física por espaço na raiz; ao estímulo da população rizosférica antagônica; à maior lignificação das raízes, e à maior absorção de nutrientes pela micorriza, principalmente fósforo, o que lhe confere maior vigor e crescimento.
O efeito protetor da micorriza contra fitopatógenos do solo ocorre quando ambos os microrganismos estão simultaneamente presente na rizosfera ou na raiz da planta, sendo que a pré-colonização da raiz pelo fungo micorrízico garante uma proteção mais eficiente.
Nem todos os fungos que habitam as raízes formam micorrizas. Muitos vivem na rizosfera ou crescem na superfície das raízes, sem qualquer comunicação ou efeitos sobre estas. Relações desse tipo são geralmente consideradas neutralistas e quanto ao critério locacional são chamadas associações peritróficas.
 
Figura 2 - Micorrizas e raízes de uma planta
3.3. Actinorrizas:
O termo actinorrizas é usado para denominar os conjuntos simbióticos, capazes de fixar o nitrogênio molecular, compostos de algumas plantas não-leguminosas e dos actinomicetos.
A produção de madeira, para serralherias e energia, e de biomassa, o controle da erosão e a revegetação de áreas semi-áridas e desérticas são outras aplicações das plantas actinorrízicas.
Figura: Actinomicetos no solo
Fonte:http://www.redes-cepalcala.org/olivaryescuela/divulgacion/
4. Rizorremediação:
Rizorremediação é a degradação de compostos, persistentes no ambiente, pela população microbiana da rizosfera de plantas, onde características específicas são encontradas, devido à presença de substratos específicos, excretados pelas plantas (exsudatos radiculares) e uma atividade bacteriana intensa, gerando uma alta concentração de microrganismos e a possibilidade de degradação de compostos persistentes no ambiente, principalmente por cometabolismo.
A redução de compostos xenobióticos em solos pode ser atribuída à degradação microbiana na rizosfera. As plantas, capazes de sobreviver na presença de altas concentrações de misturas de pesticidas, podem contribuir na degradação, como resultado da intensa atividade microbiana na rizosfera. O efeito da rizosfera é importante em função do potencial de redução de resíduos de pesticidas, devido tanto ao cometabolismo por populações microbianas, como também pelo catabolismo dos xenobióticos para o uso como fonte de C e de energia.
Figura 3 – Pseudomonas
As rizobactérias, com atividade de degradação de xenobióticos, têm a população diferenciada em função da planta. Microrganismos da rizosfera de certas plantas apresentam maior capacidade de mineralizar herbicidas recalcitrantes que de outras espécies de plantas.
Somado à degradação de pesticidas na rizosfera, rizobactérias podem proteger plantas sensíveis para crescimento em solos contaminados. Outra vantagem seria a atuação da planta na aceleração do transporte do contaminante solúvel em água, do solo para as raízes das plantas, mediado pela transpiração, beneficiando a degradação na rizosfera. Como efeito indireto das rizobactérias, temos a promoção do crescimento de plantas e a dispersão de rizobactérias degradadoras de pesticidas através da inoculação de sementes ou de plântulas pré-germinadas.
Desse modo, uma linhagem de rizobactéria ideal para ser usada, tanto na agricultura, como no meio ambiente deveria ser capaz de colonizar sementes e o rizoplano das plantas e de competir com a microbiota nativa.
5. Micorrizas na Agricultura:
Nas últimas décadas têm se multiplicado as evidências do efeito benéfico das associações micorrízicas com diversas plantas superiores de importância econômica. Vários trabalhos demonstram que as plantas micorrizadas são mais eficientes na absorção de nutrientes, especialmente o fósforo, que as plantas não micorrizadas. Plantas micorrizadas e não micorrizadas obtém P da mesma fonte, isto é, a solução do solo e, como a concentração desse elemento no solo é normalmente baixa, o fluxo de massa não é suficiente para suprir as quantidades requeridas pela planta.
A micorrização representa, portanto, um importante mecanismo para a maximização do uso de fertilizantes fosfatados aplicados aos solos deficientes e com elevada capacidade de fixação de fosfatos, como aqueles predominantes nos trópicos.
Embora o papel preponderante das micorrizas seja reconhecido na melhoria da nutrição mineral das plantas, este não se resume no único benefício da simbiose. Outros efeitos benéficos também são proporcionados pela associação e, dentre esses, destacam-se o aumento na absorção de água, mudanças hormonais favoráveis à planta hospedeira e exclusão de patogenos radiculares.
6. Considerações Finais:
As populações de microrganismos são importantes constituintes da microflora da rizosfera, seja pelos exsudados de raízes de plantas como fonte de carbono favorecidas pelo metabolismo destes microrganismos, seja pela capacidade de síntese de antibióticos, permitindo o uso de sua capacidade antagonista no biocontrole de fitopatógenos; seja pela influência que promove no estabelecimento de microrganismos benéficos, como diazotróficos e as micorrizas; e ainda pela formação de actinorrizas, onde é capaz de fixar nitrogênio atmosférico.
Apesar dessas evidências, deve-se destacar que outros estudos ainda devem ser levados a termo, objetivando a compreensão da ecofisiologia destes microrganismos na rizosfera das plantas cultivadas e, consequentemente, incrementos na produtividade agrícola.
7. Bibliografia:
“A Rizosfera”, http://www.solos.esalq.usp.br/arquivos_aula/LSO-400-Biologia%20do%20Solo%20-%20Capitulo%204.pdf, visualizado em 25 de dezembro de 2012.
“Interações entre grupos de microorganismos com a rizosfera”, Jussara Silva Dantas1 ; Adailson Pereira de Souza2; Maryzélia Furtado de Farias3; Virgínia de Fátima Bezerra Nogueira4.
“Micorrizas na Agricultura”, http://www.embrapa.br/imprensa/artigos/2000/artigo.2004-12-07.2542740041/, visualizado em 25 de dezembro de 2012.
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