Microbiologia do solo

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UNIPAM – CENTRO UNIVERSITÁRIO DE PATOS DE MINAS 
DISCIPLINA: Microbiologia Zootécnica 
TURMA: Zootecnia – 4º período 
2º semestre de 2015 
 
AULA 4 
MICROBIOLOGIA do SOLO 
Por que estudar microbiologia do solo em Zootecnia?? 
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- formação dos solos 
- degradação da matéria orgânica do solo  nutrientes 
- associação com raízes de plantas forrageiras 
- vetor de microrganismos (poeira, terra  silagem, mastite) 
 
Introdução 
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 Solo: maior reservatório de microrganismos do planeta 
 direta ou indiretamente recebe todos os dejetos dos seres vivos 
 local de transformação da matéria orgânica em substâncias nutritivas 
 
 com grande abundância e diversidade de microrganismos 
 1 hectare de solo pode conter até 4 t de microrganismos 
Responsáveis por diversas reações no 
solo 
 
 
Disponibilidade de nutrientes 
 A BIOTA DO SOLO A BIOTA DO SOLO 
 Em cada kg de solo fértil tem-se em torno de: 
• 500 bilhões de bactérias --- 10 bilhões de actinobactérias 
• 1 bilhão de fungos --- 0,5 bilhão de invertebrados microscópicos 
• Numerosos vertebrados macroscópicos 
 
 
 Não são estáticos e sim muito dinâmicos 
 São bons aliados 
 São ignorados devido ao caráter microscópico 
 São mais conhecidos pelos efeitos deletérios 
Garantem a qualidade do solo 
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Formação do Solo 
 Solo = f (material de origem, clima, organismos, relevo e tempo) 
Material de origem (rochas) 
PROCESSOS 
(intemperismo) 
TEMPO 
CLIMA 
ORGANISMOS 
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Perfil do solo 
Centenas de anos 
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 Minerais: 
 sílica (SiO2), Fe, Al, Ca, Mg, K 
 P, S, Mn, Na, N ... 
 Matéria orgânica: origem vegetal, animal e microbiana 
– insolúvel (húmus): melhora a estrutura, libera nutrientes 
• efeito tampão, retenção de água 
– solúvel: produtos da degradação de polímeros complexos 
• Açúcares, fenóis, aminoácidos 
Constituintes do solo 
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 Água 
 livre: poros do solo 
 adsorvida: ligada aos colóides (argilas) 
 
 Gases: CO2, O2, N2 ... 
– composição variável em função dos processos biológicos 
 
 Sistemas biológicos: 
 plantas e animais 
 Microrganismos: grande diversidade e abundância 
  Dependendo de: 
 nutrientes; umidade; aeração 
 temperatura; pH; interações 
 
 
 
Constituintes do solo 
Parte sólida Poros 
25% 
25% 
45% 
5% 
Composição de um Solo Hipotético 
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Realizam a decomposição 
e mineralização da M.O. 
 O solo como hábitat microbiano: mais de 4000 espécies de bactérias 
em 100 g de solo 
• Principais fatores que afetam a população microbiana: 
 - Umidade 
 - Status nutricional 
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O efeito rizosférico 
 Rizosfera 
• Região onde o solo e as raízes das plantas entram em contato 
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Maior quantidade de 
microrganismos 
RIZOSFERA 
 Hiltner (1904): zona de influência das raízes  0,01 a 3 mm da superfície 
 
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Rizosfera: o paraíso dos microrganismos do solo 
(Antagonistas e Patógenos) 
Rizosfera 
Maioria são benéficos 
O Efeito Rizosférico 
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Profundidade 
(cm) 
Umidade 
(%) 
Matéria 
orgânica (%) 
Bactérias (x 106/g solo) Fungos 
aeróbias anaeróbias 
0 – 8 18,2 4,4 24 2,7 280 
8 – 20 10,0 1,5 3,1 0,4 43 
20 – 40 11,5 0,5 1,9 0,4 0 
40 – 60 13,5 0,6 0,9 0,04 0 
60 – 80 7,9 0,4 0,7 0,03 0 
80 – 100 5,3 0,4 0,1 0,01 0 
Presença de microrganismos nas várias profundidades do solo 
Fonte: Lindegreen & Jensen (1973). 
Camada arável (0 a 20 cm): maior quantidade de microrganismos 
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 Constituída por bactérias, fungos, algas, vírus e protozoários 
A microbiota do solo 
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 Bactérias: 
 grupo mais numeroso e mais diversificado 
 3 x 106 a 5 x 108 por g de solo seco 
 heterotróficos são mais facilmente detectados 
 
Gêneros mais frequentes: 
 Bacillus, Clostridium, Arthrobacter, 
 Pseudomonas (encontrada na rizosfera): protege plantas contra infecção por 
fungos 
 Streptomyces, Micromonospora, Rizóbios 
 Nocardia: patogênico no úbere 
 Cianobactérias: pioneiras, fixação de N2 
A microbiota do solo 
Streptomyces 
BACTÉRIAS 
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 Fungos: 
 5 x 103 - 9 x 105 por g de solo seco 
 limitados à superfície do solo 
 favorecidos em solos ácidos 
 ativos decompositores de tecidos vegetais 
 melhoram a estrutura física do solo 
 
Gêneros mais freqüentes: 
 Penicillium, Mucor, Rhizopus, 
 Fusarium, Aspergillus, Trichoderma 
A microbiota do solo 
FUNGOS 
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 Algas 
 103 - 5 x 105 por g de solo seco 
 abundantes na superfície 
 acumulação de matéria orgânica: solos nus, erodidos 
 
 Protozoários e vírus 
 equilíbrio das populações 
 predadores de bactérias 
 parasitas de bactérias, fungos, plantas, ... 
 
A microbiota do solo 
MICORRIZAS: simbiose mutualística entre fungos e raízes de plantas 
superiores 
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Planta  nicho ecológico + fonte de 
carbono 
 
Fungo  ajuda absorver nutrientes 
do solo – principalmente o P 
NODULAÇÃO 
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Associação simbiótica rizóbios-leguminosas 
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Associação simbiótica rizóbios-leguminosas 
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MACROFAUNA 
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Processos Biológicos do Solo: Suas Inter-relações e 
Funções no Ecossistema 
Siqueira & Trannin (2003) 
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 Decomposição da matéria orgânica (ciclagem de nutrientes – 
pastagens*) 
 Produção de húmus 
 Controle biológico de patógenos 
 Biodegradação de compostos químicos tóxicos 
 Alteração das características físicas do solo (agregação) 
 Produção de metabólitos: antibióticos, ácidos orgânicos, hormônios, 
alelopáticos 
 Decomposição de xenobióticos 
 Nutrição vegetal  fixação biológica de N2 
 Soja no Brasil: economia de US$ 3.0 bilhões anual 
Funções dos Microrganismos 
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Compostos químicos sintéticos, não 
existentes naturalmente no ambiente. 
Solo como uma Máquina Decompositora 
Disponibilização de Nutrientes 
- Mineralização 
- Imobilização 
- Oxi-redução 
 S0 + H2O + 1,5O2 → H2SO4 → 2H
+ + SO4
2- 
 MnO2 + 4H
+ → Mn2+ + 2H2O 
 
- Solubilização 
 Ca5OH(PO4)3 + H
+ → 5Ca2+ + H2O + 3PO4
3- 
 AlPO4 + 2H
+ → Al3+ + H2PO4
- 
 
- Fixação Biológica de Nitrogênio 
- Micorrizas: fungos + raízes 
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Contribuição dos Microrganismos para a Formação ou Estabilização de 
Agregados do Solo 
Modificado de Rillig & Mummey 
(2006), Miller & Jastrow (1992) 
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Microrganismos e Agregação do solo 
Fungos filamentosos 
Polissacarídeos e hifas de 
fungos como agentes 
agregantes de partículas do 
solo 
(Robert & Chenu, 1992) 
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Microrganismos e os ciclos da matéria 
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 Mudanças no estado químico produzindo uma grande diversidade de 
compostos. 
 
 Ciclo carbono 
 Ciclo nitrogênio 
 Ciclo do enxofre 
 
Ciclo do nitrogênio 
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 Bactérias com capacidade de fixar o N atmosférico – FBN 
- Clostridium spp.; Spirillum spp.; Azotobacter spp. 
- Bradyrhizobium spp.; Rhizobium spp. 
 
Fotossensibilização 
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 Intoxicação causada pela toxina do fungo Pithomyces chartarum 
 Acomete bovinos, ovinos, caprinos e equinos 
 Mantidos exclusivamente em pastagem de B. decumbens 
 Brachiaria decumbens contaminada com o fungo 
Brachiaria decumbens 
FOTOSSENSIBILIZAÇÃO 
Fungo: 
Phitomyces chartarum 
Micotoxina: 
Esporodesmina 
Lesão nos ductos 
biliares 
Retenção da 
filoeritrina 
Dermatite 
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Princípios tóxicos presentes na 
própriaplanta 
Pigmento fluorescente 
formado no rúmen, 
condições normais é 
eliminado na bile. 
Mastite 
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 Inflamação da glândula mamária causada principalmente por bactérias e 
fungos 
 Agentes ambientais: presentes na terra e esterco 
 Alimentar animais após a ordenha: evita contato com terra e fezes 
Animais em pé após a ordenha: 
 evita contato dos tetos com terra e fezes  redução na incidência de 
mastite 
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 Locais: Acre, Amazonas, Pará, Rondônia, Mato Grosso, Tocantins e 
Maranhão 
 Na época chuvosa, em solos com drenagem deficientes 
1°) reboleiras  restante da pastagem 
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MORTE SÚBITA: Brachiaria brizantha cv. Marandu 
Excesso de H2O 
no solo 
⇑ susceptibilidade à fungos 
patogênicos 
Mudanças morfológicas e 
fisiológicas 
Superpastejo 
Deficiência nutricional 
“Solução”: substituição do capim-marandu 
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MORTE SÚBITA: Brachiaria brizantha cv. Marandu