08 Ecologia do Solo - MICROBIOLOGIA

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A ecologia microbiana do solo estuda as 
relações e adaptações entre os 
microrganismos do solo e seus hábitats, 
em função das variáveis ambientais.
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45%
25%
25%
5%
FASE SÓLIDA: AREIA, 
SILTE, ARGILA
FASE LIQUÍDA: 
solução do solo
FASE GASOSA: 
N2, O2, CO2, outros
MATÉRIA 
ORGÂNICA
Sistema heterogêneo, descontínuo e estruturado.
Formado por microhábitats discretos com 
diferentes características químicas, físicas e 
mineralógicas e diferentes comunidades biológicas.
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PROCARIOTOS:
• BACTÉRIAS:
• ACTINOMICETOS
• CIANOBACTÉRIAS
EUCARIOTOS:
• FUNGOS
• ALGAS, PROTOZOÁRIOS
• MACROFAUNA: 
ANELÍDEOS, TÉRMITAS, 
FORMIGAS
• MESOFAUNA: ÁCAROS, 
COLÊMBOLOS, 
NEMATÓIDES
Morfologia e fisiologia das espécies variam 
bastante com o tipo de agroecossistema
DENSIDADE E BIOMASSA DE ORGANISMOS DO SOLO
ORGANISMOS QUANTIDADE ESTIMADA
(No/m2) Biomassa (g/m2)
BACTÉRIAS 1013 - 1014 50
FUNGOS 1010 - 1011 100
NEMATÓIDES 108 - 1010 10
PROTOZOÁRIOS 1010 9
ALGAS 1010 1
L. DE COLEÓPTEROS 10 - 103
LARVAS DE DÍPTEROS 10 - 103
MINHOCAS 102 50
TÉRMITAS 102 - 105 4
FORMIGAS 102 - 105 0,5
ARACHNIDA 10 0,5
(Moreira e Siqueira, 2002, modificado)
1 cm3 = 100 a 200 milhões de microrganismos
= 0,05% do solo ± 3 ton/ha de biomassa.
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Diversos fatores regulam a atividade microbiana 
nos microambientes do solo:
- Substrato (alimento)
- Fatores de crescimento 
- Nutrientes minerais
- Mineralogia do solo
- Interações células x
colóides 
- Umidade (água)
- Temperatura
- Radiação solar
- Aeração
- pH
- Solução do solo
- Interações entre microrganismos
- Interações microrganismos-plantas
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-Antibióticos: toxinas excretadas para inibir
microrg. com hábitos alimentares parecidos.
-Desintoxicantes: enzimas que degradam os
antibióticos e outras moléculas nocivas os
microrganismos.
-Sinergismo: Azotobacter e Actinomyces
adaptadas a excreções das leguminosas.
-Antagonismo: Penicillium inibe Azotobacter
Azotobacter inibe Aspergillus
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MICRORGANISMOS RIZOSFÉRICOS PARTICIPAM
• Nos ciclos biogeoquímicos de nutrientes
• Na transformações da matéria orgânica
• Influência no enraizamento
• Na produção de substâncias promotoras de crescimento
• Auxiliam na absorção de nutrientes
• Conferem proteção vegetal contra estresses hídrico
Volume de solo ao redor de raízes onde o 
crescimento microbiano é estimulado.
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soja
milho
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nabo
melão
flores
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ATIVIDADE FÍSICA
Ação agregante sobre as partículas do solo
A penetração das raízes no solo afeta a aeração
ATIVIDADE QUÍMICA
Precipitação/acúmulo de sais
Variações no pH
Alteração da relação O2/CO2 (respiração)
Produtos orgânicos diversos (mucigel, exsudatos)
ATIVIDADE BIOLÓGICA
Proliferação e atividade de microrganismos
Ecossistema microbiano complexo (efeito rizosférico).
EFEITO RIZOSFÉRICO*
Microrganismos Relação R:S
Bactérias 23:1
Fungos 12:1
Actinomicetos 7:1
Protozoários 2:1
Algas 0,2:1
* Influência das raízes sobre os microrganismos
Densidade de propágulos na rizosfera
Densidade de propágulos no solo adjacente
(Extraído de Siqueira e Franco, 1988)
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�Plantas disponibiliza alimento e os 
microrganismos providenciam defesa 
do espaço radicular.
• na verdade não querem compartilhar fonte 
nutricional com outros microrganismos...
�Microrganismos são atraídos pelos 
exsudados da planta contendo 
aminoácidos, açúcares, hormônios, 
vitaminas, ácidos orgânicos.
Aminoácidos: todos os de ocorrência natural
Ácidos orgânicos: acético, butírico, cítrico, fumárico, 
lático, glicólico, oxálico, propiônico, tartárico, valérico, 
etc.
Carboidratos: arabiose, frutose, glicose, maltose, 
sacarose, desoxiribose, galactose, manose, rafinose, 
xilose, oligossacarídeos, etc.
Derivativos de ácidos nucléicos: adenina, citidina, 
guanina, uridina
Vitaminas: biotina, colina, inositol, ácido nicotínico, 
pantotênico, piridoxina e tiamina
Enzimas: amilase, invertase, fosfatase, protease
Outros compostos: auxinas, glutamina, glicosídeos, 
ácido cianídrico, peptídeos, saponinas, ácidos 
fenólicos, escopaletina, dióxido de carbono, álcool, etc.
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�Rotação de cultura altera as excreções 
radiculares e modifica a microbiota
�Em função da alteração de: 
�pH modificando a microbiota bacteriana (ótimo 
em 6) e fungica (>5).
�Umidade do solo: bactérias >80%; fungos >60%
�Temperatura: 25 a 32ºC predomina bactérias 
(redução de fungos e actinomicetos pela ação dos 
antibióticos).
aveia nabo tremoço
Maior Densidade microbiana na 
linha do que na entrelinha
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�Microrganismos “injetam” substâncias 
que aumentam o metabolismo da planta, 
para conseguirem alimento.
�Potencial enzimático como expressão da 
atividade microbiana no solo.
� Plantas mal nutridas os patógenos predominam.
Ataque de nematóide em soja
�Bactérias promovem rápida 
decomposição da M.O. menor quantidade 
de húmus (p.e. solos tropicais com baixo 
teor de húmus)
�Fungos predominam em climas 
temperados. Em altitudes acima de 1000m 
promovem maior formação de húmus pela 
lenda decomposição.
�Decomposição: seqüência de oxidação 
(O) ou redução (H) até água e gás 
carbônico
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Cultivos em solos do centro-oeste/sul
QUAIS AS CARACTERÍSTIAS...
PRINCIPAIS REPRESENTANTES: 
Streptomyces
Nocardia
CARACTERÍSTICAS
- Formam esporos
- Crescimento lento 
- Baixa capacidade competitiva
- Sintetize de vitaminas,
antibióticos, substâncias 
inibidoras da atividade enzimática
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� Densidades populacional na rizosfera
variando entre 106 a 107 UFC/g de solo.
�Grande importância ecofisiológica para 
as plantas.
�Ação sinérgica com micorrizas
promovem aumento das populações de 
actinomicetos dos gêneros Nocardia, 
Micromonospora e Streptomyces (testes 
em vasos).
Associação simbiótica (actinorrizas) com 
plantas do gêneros Casuarina, Myrica, Alder, 
Eleagnus, formando nódulos (Frankia) 
semelhantes aos da associação de rizóbio-
leguminosa
Plantas herbáceo-arbustivas como 
Ceanothus associadas com Frankia, podem 
ser empregadas para o enriquecimento de 
solos florestais com deficiência de 
nitrogênio.
Aplicações: produção de madeira, biomassa, 
o controle da erosão e a revegetação de áreas 
semi-áridas e desérticas
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INTERAÇÕES COM FITOPATÓGENOS
Ação antagônica dos actinomicetos a:
-Fusarium oxisporum,
-Verticilium albo-atrum
-Phytophthora cinnamoni
-Erwinia carotovora
-Pseudomonas solanacearum
-Rizocthonia solani
-Alternaria tenuis
� Colonização endofitica no tecido cortical 
das raízes das plantas, permite inferir que 
há grande probabilidade de que ocorra 
translocação de antibióticos para o sistema 
vascular das plantas
� Ação antagônica sobre bactérias Gram-
positivas e Gram-negativas.
�Efeito inibitório na nodulação e fixação de 
nitrogênio.
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pinus
eucalipto
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� SOLO: 3ª MAIOR RESERVA DE CARBNO 
(petróleo, florestas)
SOLOS ARGILOSOS APRESENTAM MAIOR TEOR DE MOS
�ROTAÇÃO DE CULTURAS PARA SEQUESTRO 
DE CARBONO ATMOSFÉRICO
�MANEJO DOS SOLOS PARA INCORPORAÇÃO 
DO C AO SOLO
IMPORTÂNCIA DO HÚMUS PARA O SOLO
• Agregação e estabilidade, aeração e retenção de água
• Reservatório de macro (N, P, S) e micronutrientes
• Complexação de elementos metálicos e agrotóxicos
• Fonte de substâncias promotoras de crescimento 
vegetal, vitaminas...
• Proteção e nutrientes para os microrganismos...
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�Ciclagem biológica de C com liberação de CO2
para atmosfera é resultante da:
�Decomposição microbiana: ± 90% 
Resíduos vegetais (celulose, hemicelulose, lignina, amido)
Resíduos animais (proteínas, quitina, urina)
Fertilizantes e pesticidas.
�Atividade industrial: ± 8%
�Respiração vegetal e animal: ± 2%
�Gruposfisiológicos (Celulíticos, aminolíticos, 
proteolíticos (enzimas extracelulares)
�Grupos taxonômicos 
�Bactérias aeróbicas: Cellulomonas, Cytophaga, 
Pseudomonas, Streptomices.
�Bactérias anaeróbicas: Clostridium...
�Fungos aeróbicos: Alternaria, Fusarium, Penicillium, 
Trichoderma, Verticillium.
�Fungos anaeróbicos facultativos: leveduras
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Siqueira e Franco, 1988
APÓS ASSISTIR O VÍDEO
RESPONDA
1. COMO A ROTAÇÃO DE CULTURA CONTRIBUI 
PARA A FERTILIDADE DO SOLO...
2. COMO A DIVERSIDADE MICROBIOLÓGICA 
CONTRIBUI COM A FERTILIDADE DO SOLO...’