Microbiologia do Solo: Conceitos e Histórico

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE VIÇOSA
CENTRO DE CIÊNCIAS BIOLÓGICAS E DA SAÚDECENTRO DE CIÊNCIAS BIOLÓGICAS E DA SAÚDE
DEPARTAMENTO DE MICROBIOLOGIA
MBI 150 – Microbiologia do Solo
Principais conceitos, histórico e aspectos 
evolutivos da Microbiologia do Solo
CONCEITOSCONCEITOS
“A Microbiologia do Solo é o ramo da Ciência doA Microbiologia do Solo é o ramo da Ciência do
Solo que se ocupa dos microrganismos
encontrados nesse ambiente e da relação destesencontrados nesse ambiente e da relação destes
com o manejo do solo, a produção agrícola e a
qualidade ambiental.”qualidade ambiental.
(Sylvia et al., 1999)
“A Microbiologia do Solo é o estudo dos
i i i l F limicrorganismos que vivem no solo. Focaliza
principalmente a atividade biológica desses
i i l tê fl d imicrorganismos e o papel que têm no fluxo de energia
e na ciclagem de nutrientes associada à produtividade
i á i Alé di di i li dprimária. Além disso, a disciplina ocupa-se dos
impactos ambientais, tanto favoráveis quanto
d f á i d i i d l ddesfavoráveis, dos microrganismos do solo e dos
processos que estes mediam.”
(Paul & Clark., 1989)
HistóricoHistórico
( )Antony van Leeuwenhoek (1676) – pai da microbiologia –
descreveu os animálculos
Sergei Winogradsky (1856 1953) pai da microbiologia do soloSergei Winogradsky (1856-1953) – pai da microbiologia do solo –
Bactérias nitrificantes e seu papel no fenômeno da nitrificação –
conceito de autotrofia em microrganismosg
A.B.Frank (1885) – conceituou micorrizas e agrupou-as em ecto e
endotróficas
( )Louis Pasteur (1830-1900) - Descoberta dos processos
fermentativos; metabolismo anaeróbio, abiogênese descartada
Büchner (1897) Início da bioquímica do solo: metabolismoBüchner (1897) – Início da bioquímica do solo: metabolismo
celular e enzimas oxidantes no solo
A partir de 1950 – fixação simbiótica de N desnitrificaçãoA partir de 1950 – fixação simbiótica de N2, desnitrificação,
redução do sulfato, fixação assimbiótica de N2...
• 1895 1o Jornal alemão
Literaturas sobre biologia do solo
• 1895 – 1o Jornal alemão
• 1910 – 1o livro texto – Felix Lohnis (19 ed.-4 línguas)
• 1923 – E.J.Russel – “The microorganisms of the soil”g
• 1927 – Waksman – “Principles of soil microbiology”
• 1931 – Waksman and Starkey – “The soil and the microbre”
• 1961, 1967 – Alexander – Soil Microbiology” 
• 1871 – Gray and Willians
• 1973 Hattori• 1973 – Hattori
• 1979 – Hawkwer e Linton
• 1982 – Subba Rao
• 1985 ….
Transformações dos nutrientes:
Ciclagem
Efeito estufa (CO2, CH4, N2O)Efeito estufa (CO2, CH4, N2O)
Matéria orgânica:
Formação do húmus
Ciclagem das frações húmicasCiclagem das frações húmicas
FUNGOS SAPROFÍTICOS DEGRADANDO A MATÉRIA ORGÂNICA
Amanita muscariaAmanita muscaria
Fungo comestível Anel de fadaFungo comestível 
Hericium coraloides
Anel de fada
Marasmius oreades
Fixação biológica de nitrogênio
Estirpes melhoradas x autóctones
Composição das populações 
autóctones
Manejo da associação
Mecanismos bioquímicos da fixação
Taxonomia da família RhizobiaceaeTaxonomia da família Rhizobiaceae
Biodiversidade de populações do solo 
(1 a 10% da espécies são conhecidas)
DiversidadeDiversidade 
microbiana do 
solo
Diversidade entre as cianobactériasDiversidade entre as cianobactérias:Diversidade entre as cianobactériasDiversidade entre as cianobactérias:
(a) unicelular, Gloeothece; (b) colonial, Dermocarpa; (c) filamentosa, Oscillatoria; 
(d) filamentosa com heterocisto, Anabaena; (e) filamentosa ramificada, Fischerella.
(a) unicelular, Gloeothece; (b) colonial, Dermocarpa; (c) filamentosa, Oscillatoria; 
(d) filamentosa com heterocisto, Anabaena; (e) filamentosa ramificada, Fischerella.
(a), (b) e (d), contraste de fase; (c) e (e), campo claro.(a), (b) e (d), contraste de fase; (c) e (e), campo claro.
Biorremediação e degradação de xenobióticos
Recuperação de áreas degradadasRecuperação de áreas degradadas
Exemplo de Biorremediação:
(1) Derramamento de petróleo 
no Alaska pelo navio Exxon 
V ldValdez. 
(2) Centro. Adição de compostos 
nitrogenados e fosfato paranitrogenados e fosfato para 
estimular o crescimento de 
microrganismos.
ÓFUNGOS predadores de NEMATÓIDES
Fungo (gêneros Dactylella ou Arthrobotrys) segurando um nematóide por meio de um g g y y g p
laço formado por uma hifa do fungo.
Biotecnologiag
origem (E. coli) StrR 
Indicadores de qualidade do solo
Receber, 
armazenar e 
suprir água
Armazenar, 
suprir e ciclar 
nutrientes
Promover 
as trocas 
gasosas
Promover a 
atividade 
biológica
Funções do 
solo
Promover o 
crescimento 
das raízes
Larson & Pierce (1994)
Atributos do 
Solo
Qualidade 
química
Qualidade 
física
Qualidade 
biológica
BiodiversidadeTeor de P, N Temperatura
Indicadores de 
Qualidade do Solo
Ativ. Enzimas do solo
C e N da biomassa
Quociente metabólico
Q i i bi
,
MOS
P-orgânico
CTC
Densidade
Porosidade
Agregação
Quociente microbiano
Tx. mineralização de N
Nitrificação potencial
pH Retenção H2O