Aula_3_-_Importancia_dos_microrganismos_no_meio_ambiente_e_solos_2023 1

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MICROBIOLOGIA DO SOLO
UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO RIO DE JANEIRO
INSTITUTO DE VETERINÁRIA
DEPARTAMENTO DE MICROBIOLOGIA E IMUNOLOGIA VETERINÁRIA
IV-244 MICROBIOLOGIA AMBIENTAL
Irene da Silva Coelho
Microrganismos
São abundantes
▪ 1.000.000.000.000.000.000.000.000.000.00
0 (nonilhão) = 1030 células microbianas
Pelo menos duas a três ordens de
grandeza a mais do que todas as
células vegetais e animais juntas
Estimava-se que que nosso planeta era habitado por
quase 10 milhões de espécies (107)
Estimativa baseada quase
exclusivamente em espécies que
podem ser vistas a olho nu.
Microrganismos
Microrganismos
Alta diversidade
99,999% das espécies 
não foram identificadas
(1012)
▪ Grande reservatório de microrganismos
▪ Grande abundância e diversidade de microrganismos
Solos
Um grama de solo pode conter até 
1 bilhão (1 x 109) de bactérias e 
cem milhões (1 x 108) de espécies 
(Fierer, 2017)
▪ Direta ou indiretamente recebe todos os dejetos dos seres
vivos
▪ Local de transformação da matéria orgânica –
IMPORTANCIA NO CICLO BIOGEOQUÍMICO
Solos
A ABNT (NBR 6502) define solo como “Material proveniente da
decomposição das rochas pela ação de agentes físicos ou
químicos, podendo ou não ter matéria orgânica”, ou
simplesmente, produto da decomposição e desintegração da
rocha pela ação de agentes atmosféricos.
Conceito de solo
Solo como habitat para microrganismos
Fierer, 2017
O efeito rizosférico
Rizosfera: Representa o volume do solo que se
estende de 1 mm a vários milímetros a partir
da superfície das raízes, sendo caracterizada
por altas concentrações de material orgânico
prontamente disponível.
Raízes de plantas
Distribuição dos microrganismos no solo
• Condições físico-químicas (textura do 
solo, disponibilidade de água, oxigênio, 
pH etc)
• Disponibilidade de matéria orgânica
•Componente minerais intemperizados
• Raízes 
• Disponibilidade de luz
•etc
MICRORGANISMOS PODEM SER 
UTILIZADOS COMO INDICADORES 
DE QUALIDADE DE SOLO
Distribuição dos microrganismos ao 
longo do perfil do solo
Profundidade
Concentração decrescente de microorganismos com a profundidade, 
acompanhando a matéria orgânica do solo.
Distribuição de microrganismos no perfil do solo
(no x 103 . g-1)
Profundidade
(cm)
Bactérias 
aeróbicas
Bactérias 
anaeróbicas
Actinomicetos Fungos Algas
3-8 7800 1950 2080 119 25
20-25 1800 379 245 50 5
35-40 472 96 49 14 0,5
65-75 10 1 5 6 0,1
135-145 1 0,40 - - -
Distribuição dos microrganismos no solo
Tamanho, número e biomassa dos grupos de organismos 
encontrados no solo
Grupo Exemplo Tamanho 
(m)
Número
(nº. g-1)
Biomassa
(Kg massa fresca ha-1 )
Vírus
Bactérias
Actinomicetos
Fungos
Algas
Protozoários
Nematóides
Minhocas
TMV
Pseudomonas
Streptomyces
Mucor
Chlorella
Euglena
Pratylenchus
Lumbricus
0,02 x0,3
0,5 x 1,5
0,5 x 2,0
8,0*
5 x 13
15x 50
1.000**
100.000**
1010 -1011
108 – 109
107 – 108
105 – 106
103 – 106
103 – 105
101 – 102
300 – 3.000
300 – 3.000
500 – 5.000
10 – 1.500
5 –200
1 – 100
10 – 1.000
*diâmetro; ** comprimento
Total: 1.200 – 14.000 Kg ha-1
Distribuição dos microrganismos no solo
1- Gênese do solo: espécies fotossintéticas e
fixadoras do nitrogêneo (Algas, Cianobactérias e
fungos - liquens)
Liquens – associação
simbiótica entre
algas ou cianobactérias
e fungos
Anabaena
Papel dos microrganismos nos solos
▪ O metabolismo das algas é importante para formação
do solo porque:
(a) durante seu crescimento, produzem e
liberam ácido carbônico, que auxilia na intemperização
de partículas minerais ao seu redor;
(b) fornecem um aporte de carbono orgânico
por meio da fotossíntese;
(c) produzem grandes quantidades de
exopolissacarídeos que na agregação de partículas
orgânicas e minerais do solo
Papel dos microrganismos nos solos
2- Agregação do solo:
• À medida que um solo é colonizado, as partículas
constituintes são unidas por microrganismos
filamentosos que crescem na superfície de partículas
adjacentes, criando uma extensa rede de hifas que
conectam as partículas de solo.
• Microrganismos e as raízes das plantas contribuem
para a formação dos agregados por meio da produção
de exopolissacarídeos.
Papel dos microrganismos nos solos
• Ciclo do C – fixação de CO2 (bactérias fotoautotróficas e
quimioautotróficas); Respiração aeróbica, anaeróbica e
fermentação ; metanogênese e metanotrofia
• Ciclo do N – FBN, nitrificação, desnitrificação; etc.
•...; Ciclo do S; Ciclo do P....
FERTILIDADE DOS SOLOS
Papel dos microrganismos nos solos
Decomposição da matéria orgânica
Decomposição da matéria orgânica
Aumento da eficiência da planta na absorção 
de água, fósforo, nitrogênio e outros 
nutrientes 
Bactérias diazotróficas, bactérias promotoras de 
crescimento, fungos micorrízicos, etc.
FIXAÇÃO BIOLÓGICA DE NITROGÊNIO (FBN)
Processo pelo qual o nitrogênio atmosfério (N2) é captado da 
atmosfera, e convertido em compostos nitrogenados como amônia
BACTÉRIAS DIAZOTRÓFICAS COMPLEXO NITROGENASE
Reação de redução do N2 atmosférico pela nitrogenase
(N≡N)
N2 + 8e + 8H+ 2NH3 + H2
ATP, Mg
Nitrogenase
FIXAÇÃO BIOLÓGICA DE NITROGÊNIO (FBN)
BACTÉRIAS DIAZOTRÓFICAS
- De vida livre – Azotobacter, Beijerinckia, Azospirillum
- MUTUALÍSTICAS – Rhizobium, Frankia, algumas cianobactérias
ASSOCIAÇAO MUTUALÍSTICA ENTRE 
BACTÉRIAS DIAZOTRÓFICAS E 
PLANTAS LEGUMINOSAS
Nódulos radiculares da soja.
Os nódulos se desenvolvem
pela infecção por Rhizobium
sp.
ASSOCIAÇAO MUTUALÍSTICA ENTRE 
BACTÉRIAS DIAZOTRÓFICAS E 
PLANTAS LEGUMINOSAS
Plantação de soja em solo pobre em nitrogênio
(A) Plantas desprovidas 
de nódulos
(B) Plantas noduladas
Associações mutualísticas
entre fungos do solo e raízes de 
plantas
Fungos micorrízicos 
MICORRIZAS
Gimnospermas:
Pinus, Pinheiro,Acacia, Cedrus, Sequola, 
Angiospermas:
Milho, arroz, coco, trigo, alho, cebola 
Feijao, amendoim, soja, lentilha, acerola
http://www.acceleronsas.com/ResourceLibrary/Articles/
Pages/Mycorrhizae.aspx
Benefícios dos fungos micorrízicos
Raízes
Crescimento da 
raiz
• Promoção para maior 
crescimento das raízes
Eficiência na 
absorção água
• Maior alcance à agua do 
solo 
• Fornece maior área 
superficial para maior 
absorção de água
• Aumento da área 
superficial das 
raízes (aumento 
de 50X na 
absorção de água 
e nutrientes)
Eficiência na 
absorção de 
nutrientes
• Maior alcance aos 
nutrientes do solo
• Excreção de ácidos 
orgânicos → 
liberação de 
nutrientes
Sem 
micorriza
Com 
micorriza
http://www.acceleronsas.com/ResourceLibrary/Articles/Pages/Mycorrhizae.aspx
http://www.acceleronsas.com/ResourceLibrary/Articles/Pages/Mycorrhizae.aspx
❖ Controle biológico de doenças e pragas da agricultura
(Bactéria: Bacillus thurigiensis e fungo: Metahizium anisopliae)
Bacillus thuringiensis (Bactéria) x insetos-praga
- Bactéria em forma de bastonete gram-positiva, anaeróbica
facultativa, produtora de esporos
- Entomopatogênica –parasita de insetos
Bacillus thuringiensis (Bactéria) x insetos-praga
- Cry1, que atua sobre lepidópteros (borboletas); 
- Cry3, que atua sobre coleópteros (besouros); 
- Cry4, que atua sobre dípteros (moscas e mosquitos)
❖ Biorremediação
“Processos que usam microrganismos de ocorrência natural (leveduras,
fungos e bactérias) visando à decomposição e, ou degradação de
substâncias nocivas a compostos menos tóxicos ou inócuos.” (EPA-USA)
“Estratégia ou processo que usa microrganismos, plantas ou ambos,
visando à transformação ou degradação de contaminantes presentes no
solo ou em outros ambientes.”
❖ Biorremediação
http://archive.bio.ed.ac.uk/jdeacon/microbes/penicill.htm
❖ Bioprospecção de metabólitos como
antibióticos
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