Microbiologia do Solo: Organismos e Ciclo do Carbono

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Microbiologia do Ambiente, 2006MA Martins-Loução, 2006
Microbiologia do Ambiente
Microbiologia do Ambiente
Capítulo II - Microbiologia do Solo
http://correio.cc.fc.ul.pt/~maloucao
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Microbiologia do Ambiente, 2006MA Martins-Loução, 2006
Microbiologia do Ambiente
Capt II - Microbiologia do Solo
• Nº de organismos no solo
• Benefícios da complexidade dos organismos do solo
• Bactérias e fungos presentes no solo
• Sucessão de processos na decomposição
• Aspectos químicos da decomposição
• Dinâmica da decomposição
• Ciclo de C
• Balanço de C
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Microbiologia do Ambiente
Nº de organismos /g solo em diferentes ecossistemas
10 - 50 /30 cm2 em
florestas decíduas e poucas
em coníferas
10 - 50 /30 cm2. Zonas
áridas ou semiáridas podem
não ter nenhumas
5 - 30 / 30 cm2. Mais em
presença de maior matéria
orgânica
Minhocas
10 000 - 25 000/ 30 cm2500 - 2000 /30 cm2> 100 /30 cm2Artrópodes
> 100 herbívoros de
bactérias e fungos. Muitos
predadores
10 - 10010 - 20 herbívoros de
bactérias, poucos de fungos.
Poucos predadores.
Nemátodes
Vários centenas de milhar
de amibas, poucos
flagelados
Vários milhares de
flagelados e amibas, 1 a
várias centenas de ciliados
Vários milhares de flagelados
e amibas, 1 a várias centenas
de ciliados
Protozoários
Várias centenas de metros
Dominado por ECM
10 - 100 metros
Dominado por AM
Vários metros
Dominado por AM
Fungos
100 milhões a mil milhões100 milhões a mil milhões100 milhões a mil milhõesBacterias
Solos Agrícolas Solos Pradarias Solos Florestais
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Microbiologia do Ambiente
Benefícios da complexidade das cadeias tróficas
 Reciclagem de nutrientes
 Retenção de nutrientes
 Melhora a estrutura do solo e suas características fisicas
 Diminui a sensibilidade de doenças e pestes
 Permite a degradação ou imobilização de poluentes
 Aumenta a biodiversidade
Qualidade do solo / Sustentabilidade do ecossistema
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Microbiologia do Ambiente
Bactérias presentes no Solo
Quatro grupos funcionais
1. Decompositores - decompõem a matéria orgânica.
2. Mutualistas - estabelecem associações com as plantas (fixadores de N2)
3. Patogénicos - Xymomonas, Erwina, Agrobacterium
4. Litotróficos /quimioautotróficos - obtem a En de compostos azotados, sulforados, ferrosos,
em vez de C
Tipo k - metabolizam lentamente a matéria orgânica como substracto
Tipo r - adaptadas a intervalos de dormência e rápido crescimento, dependendo do substracto
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Microbiologia do Ambiente
Bactérias presentes no Solo
Quatro grupos importantes
1. Fixadores de N2 atmosférico
2. Nitrificantes
3. Desnitrificantes
4. Actinomicetes - decompõe matéria “recalcitrante”
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Microbiologia do Ambiente
Fungos presentes no Solo
Três grupos funcionais
1. Decompositores - decompõem a matéria orgânica.
2. Mutualistas - estabelecem associações com as plantas (micorrizas)
3. Patogénicos - Verticillium, Pythium, Rhizoctonia
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Microbiologia do Ambiente
Sucessão de Fungos no Solo
Parasitas S a p r ó f i t a s
p r i m á r i o s ,
hidratos de C
(mucorales)
Decompositores
de celulose e
saprófitas 2ºs
(mucorales e
ascomicetes
Decompositores de
lenhina e saprófitas
2ºs (basidiomicetes e
outros
Colonisadores 1ºs Colonisadores 2ºs
Sucessão fúngica
Tecido senescente Tecido morto
Bactérias
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Microbiologia do Ambiente
Decomposição: aspectos químicos
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Microbiologia do Ambiente
Decomposição:
factores bióticos e abióticos
Fontes:
• Folhada
• Fezes
• Microrganismos
• Invertebrados
• Materia orgânica
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Dinamica da decomposição
Decom
posiçao
Microrganismos
Ambiente Qualidade
(Swift et al. 1979)
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Microbiologia do Ambiente
Ciclo do C
C orgânico
CO2
Autotróficos
Heterotróficos
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Microbiologia do Ambiente
Ciclo do C
C
orgânico
CO2
Atmosfera
Litosfera (solo)
Hidrosfera (água)
CH4
Fósseis
de C
Biosfera
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Microbiologia do Ambiente
Ciclo do C
C
orgânico
CO2
Heterotróficos
(CH4)
Autotróficos
CO2 (CH4)
CO2 (CH4)
Heterotróficos C orgânico
4H2 + CO2 CH4 + H2O
ΔG° = - 130.7 kJ
Metanogénicos
Atmosfera
Litosfera
Metanotróficos
CH4 + O2 CH3OH HCHO HCOOH CO2 + H2O
Metano monoxigenase
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Microbiologia do Ambiente
Balanço de C
Davidson and Janssens 2006. Nature440: 165-173
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Microbiologia do Ambiente
Inputs e Outputs de SOC
Davidson and Janssens 2006. Nature440: 165-173
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Microbiologia do Ambiente
Factores que afectam a
sensibilidade da decomposição
Davidson and Janssens 2006. Nature440: 165-173
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Microbiologia do Ambiente
Modelos conceptuais da
permanência do SOC Davidson and Janssens 2006. Nature440: 165-173
The CENTURY33 and ROTH-C34 models each define three discrete soil carbon pools in the
mineral soil that lie roughly along a continuum of decomposability and MRT in the soil. The
temperature sensitivity of decomposition of the more recalcitrant forms of C is the subject of
recent debate. Much of this confusion is due to the fact that the recalcitrant pools are
mixtures of simple compounds that have long MRTs owing to physical or chemical protection
from decomposition and more complex compounds that have inherently low reactivity and
require high activation energy for decomposition.
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Microbiologia do Ambiente
Referências
http://www.oznet.ksu.edu/pr_sme/
http://www.ucc.ie/impact/agrisf.html
http://www.microbes.info/resources/Environmental_Microbiology/Plant_Microbiology/index.h
tml
Sharma, PD. (2005). Environmental Microbiology. Alpha Science Int.
Eric A. Davidson andﾊIvan A. Janssens (2006). Temperature sensitivity of soil carbon
decomposition and feedbacks to climate change. Nature 440: 165-173