ATPS MICROBIOLOGIA FINAL

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FACULDADE ANHANGUERA
ALUNO: 
	 
ATIVIDADE PRÁTICA SUPERVISIONADA (ATPS)
ETAPAS III E IV	
MICROBIOLOGIA AGRÍCOLA
RONDONÓPOLIS
NOVEMBRO-2014
FIXAÇÃO BIOLOGICA DE NITROGÊNIO
A fixação biológica do nitrogênio (FBN) é um processo bioquímico em que o nitrogênio atmosférico é incorporado diretamente às plantas, após ser transformado em amônia. Essa reação ocorre em estruturas facilmente destacáveis das raízes das plantas, os nódulos, formadas por bactérias da família Rhizobiaceae, denominadas comumente de rizóbios, e plantas da família das Leguminosas. 
Na Microbiologia do Solo a FBN é a área que tem recebido maior atenção da pesquisa no mundo todo, devido ao fato de a aplicação prática do processo estar ao alcance de importantes leguminosas cultivadas e aos benefícios econômicos, ambientais e ao retorno à sociedade. 
FORMA SIMBIÓTICA DE FIXAÇÃO DE NITROGÊNIO
A fixação de nitrogênio pode ocorrer de forma simbiótica, naturalmente. Quando fornecido nutrientes, temperatura e outras condições favoráveis para o aparecimento das bactérias do gênero rhizobium, ocorre a associação dessa bactéria com a raiz da planta, formando nódulos.
Essa associação contribui de forma significativa para o desenvolvimento da planta fornecendo nutrientes, principalmente Nitrogênio, que as plantas não conseguem absorver sozinha a quantidade necessária para sobreviver.
FORMA NÃO SIMBIOTICA
As plantas conseguem absorver o Nitrogênio por outras partes, chamamos isso de absorção não simbiótica, onde a planta consegue absorver independente de outros organismos.
O N é absorvido predominantemente pelas raízes e nas formas de NO3 e NH+4 ( com predominância da primeira). Normalmente o NO3 é a a fonte preferencial mas a dependência da espécie da planta e alguns fatores ambientais devem ser considerados. Entre estes fatores destacam-se o pH , a temperatura e o teor de carboidratos nas raízes . Geralmente, em pH próximo a neutro o NH4+ é o mais absorvido e cai à medida que o pH se abaixa. Em temperatura mais baixas o NH4+ é absorvido mais rapidamente. Em presença de maior teor de carboidratos a absorção de NH4 é favorecida (talvez pelo maior suprimento de carbono e energia para assimilação do NH3). A uréia pode ser absorvida diretamente pelas raízes e folhas das plantas, mas geralmente sua absorção é menor que a do NO3-.
Apesar de todo esse processo, as plantas não conseguem nutrir toda a necessidade de nitrogênio necessária para o seu desenvolvimento, por isso é de extrema importância para o crescimento da planta ter nodulações em suas raízes.
A IMPORTÂNCIA DAS MICORRIZAS
A designação de micorriza corresponde à associação que determinados fungos de solo estabelecem com as raízes das plantas, sendo esta uma relação de simbiose mútua.
Existem várias espécies de micorrizas, mas há dois tipos que são mais comuns, as endo e as ectomicorrizas. As endomicorrizas penetram nas células radiculares e as ectomicorrizas desenvolvem-se no exterior, sem penetrarem as células das raízes. As micorrizas, depois de associadas às células da raiz desenvolvem para o exterior desta um conjunto de hifas, conferindo à planta um maior volume de massa radicular e mais área disponível, que irão assegurar a eficiência das trocas, entre o solo e a planta. Dentre todos esses fatores podemos destacar esses principais:
Aumentam a capacidade de absorção de nutrientes, principalmente de P pela planta;
Armazenam nutrientes temporariamente em sua biomassa fúngica e/ou raízes;
Favorece a nodulação e a fixação de nitrogênio em leguminosas;
Ameniza os efeitos causados pelo pH, Al, Mn, metais pesados, salinidade, estresse hídrico, pesticidas e poluentes orgânicos e ataque de patógenos radiculares;
Aumentam o crescimento do hospedeiro;
FATORES QUE FAVORECEM A FORMAÇÃO DE MICORRIZAS
Vários estudos têm demonstrado que a colonização das raízes pelos fungos micorrízicos induz aumento da produtividade de diversas culturas conduzidas em solo de baixa fertilidade. Essa resposta é normalmente atribuída ao incremento na absorção de nutrientes de reduzida mobilidade no solo, tais como: fósforo, zinco e cobre. Evidente progresso no entendimento dessa simbiose vem sendo obtido devido aos inúmeros trabalhos relacionados com a anatomia, taxonomia, fisiologia da absorção de nutrientes, especificamente o fósforo, utilização de carboidratos, translocação de água, biologia molecular, produção de hormônios, ecologia, culturas axênicas e interações biológicas.
A inoculação dos fungos MA vem sendo obtida com sucesso em condições controladas nas quais o nível de fósforo no solo é adequado e o fungo simbionte possui alta infectividade. Vários autores têm tentado padronizar o inóculo básico de fungos MA para uso em larga escala na agricultura. A produção em larga escala, de inóculo de fungos micorrízicos arbusculares (FMA) e a estocagem desse material são fatores que limitam a utilização prática desses simbiontes em grandes culturas de semeio direto, tais como feijão, arroz, milho, soja etc. Por outro lado, uma das principais estratégias de utilização dos benefícios dos FMA para o crescimento de plantas produzidas em sementeiras e/ou viveiros é a inoculação destas na fase de muda. Isto porque é possível a produção de inóculo em quantidade suficiente, além de que as mudas são normalmente produzidas em substratos isento de fungos MA. As fruteiras, de maneira geral, apresentam esse potencial, principalmente aquelas que possuem sistema radicular do tipo magnolióide, com pêlos absorventes pouco desenvolvidos.
Dentre todas informações conhecidas até hoje, podemos destacar alguns pontos, que influenciam claramente na formação de micorrizas, são eles:
Disponibilidade de nutrientes, pH, elementos tóxicos, salinidade, textura, estrutura e agregação, densidade, umidade e microrganismos;
Espécies, variedade, cobertura vegetal, estado nutricional, idade, ciclo e taxa de crescimento, alelopatia, sistema radicular, exsudação e senescência;
Intensidade luminosa, temperatura, sazonalidade, precipitação, poluição atmosférica e do solo;
Histórico da área, tipo de cultivo, erosão, irrigação, fertilizantes e corretivos, controle de ervas daninhas, uso de biocidas;
Presença de compostos fungistáticos;
Insuficiência de fatores estimulantes ou sinais moleculares nos exsudatos de certas espécies;
Deficiências no mecanismo de aderência e reconhecimento celular;
Presença de barreiras físicas na parede celular da célula hospedeira;
BIODEGRADAÇÃO
A biodegradação é um processo natural, ocorrente, sobretudo ao nível dos solos e com grande importância nos ciclos biogeoquímicos, sobretudo do carbono e azoto. Caracteriza-se pela ação de seres vivos, sobretudo os pertencentes à microfauna do solo (anelídeos, fungos, bactérias, insetos, protistas, etc.), denominados decompositores, que atuam decompondo a matéria orgânica complexa, resultante de cadáveres ou de fragmentos de seres vivos (por exemplo: folhas de árvores), em elementos minerais suscetíveis de serem reutilizados pelos produtores (plantas) ou reintroduzidos nos ciclos biogeoquímicos (por exemplo, libertando para a atmosfera o carbono contido nos tecidos orgânicos, sob a forma de CO2). 
Este processo é extremamente importante, já que permite a existência do ciclo de materiais e de energia: os seres vivos absorvem determinadas moléculas simples do meio (sobretudo os produtores), como o CO2, envolvendo essas moléculas em reações de complexificação, conduzindo à produção de compostos orgânicos elaborados.
CICLO DO CARBONO
O carbono é absorvido pelas plantas. Uma vez incorporado às moléculas orgânicas dos produtores, poderá seguir dois caminhos: ou será liberado novamente para a atmosfera na forma de CO2, como resultado da degradação das moléculas orgânicas no processo respiratório, ou será transferido na forma de moléculas orgânicas aos animais herbívoros quando estes comerem os produtores (uma parte será transferida para osdecompositores que liberarão o carbono novamente para a atmosfera, degradando as moléculas orgânicas presentes na parte que lhes coube). Os animais, através da respiração, liberam à atmosfera parte do carbono assimilado, na forma de CO2.
Parte do carbono contido nos herbívoros será transferida para os níveis tróficos seguintes e outra parte caberá aos decompositores e, assim, sucessivamente, até que todo o carbono fixado pela fotossíntese retorne novamente à atmosfera na forma de CO2.
CICLO DO NITROGÊNIO
O nitrogênio se mostra como um dos elementos de caráter fundamental na composição dos sistemas vivos. Ele está envolvido com a coordenação e controle das atividades metabólicas. Entretanto, apesar de 78% da atmosfera ser constituída de nitrogênio, a grande maioria dos organismos é incapaz de utilizá-lo, pois este se encontra na forma gasosa (N2) que é muito estável possuindo pouca tendência a reagir com outros elementos. 
Os consumidores conseguem o nitrogênio de forma direta ou indireta através dos produtores. Eles aproveitam o nitrogênio que se encontra na forma de aminoácidos. Produtores introduzem nitrogênio na cadeia alimentar, através do aproveitamento de formas inorgânicas encontradas no meio, principalmente nitratos (NO3) e amônia (NH3+). O ciclo do nitrogênio pode ser dividido em algumas etapas: 
 • Fixação: Consiste na transformação do nitrogênio gasoso em substâncias aproveitáveis pelos seres vivos (amônia e nitrato). Os organismos responsáveis pela fixação são bactérias, retiram o nitrogênio do ar fazendo com que este reaja com o hidrogênio para formar amônia. 
• Amonificação: Parte da amônia presente no solo, é originada pelo processo de fixação. A outra é proveniente do processo de decomposição das proteínas e outros resíduos nitrogenados, contidos na matéria orgânica morta e nas excretas. Decomposição ou amonificação é realizada por bactérias e fungos.
• Nitrificação: É o nome dado ao processo de conversão da amônia em nitratos.
• Desnitrificação: As bactérias desnitrificantes (como, por exemplo, a Pseudomonas denitrificans), são capazes de converter os nitratos em nitrogênios molecular, que volta a atmosfera fechando o ciclo.
CICLO DO FOSFORO
Em certos aspectos, o ciclo do fósforo é mais simples do que os ciclos do carbono e do nitrogênio, pois não existem muitos compostos gasosos de fósforo e, portanto, não há passagem pela atmosfera. Outra razão para a simplicidade do ciclo do fósforo é a existência de apenas um composto de fósforo realmente importante para os seres vivos: o íon fosfato. 
As plantas obtêm fósforo do ambiente absorvendo os fosfatos dissolvidos na água e no solo. Os animais obtêm fosfatos na água e no alimento.
A decomposição devolve o fósforo que fazia parte da matéria orgânica ao solo ou à água. Daí, parte dele é arrastada pelas chuvas para os lagos e mares, onde acaba se incorporando às rochas. Nesse caso, o fósforo só retornará aos ecossistemas bem mais tarde, quando essas rochas se elevarem em conseqüência de processos geológicos e, na superfície, forem decompostas e transformadas em solo. 
Assim, existem dois ciclos do fósforo que acontecem em escalas de tempo bem diferentes. Uma parte do elemento recicla-se localmente entre o solo, as plantas, consumidores e decompositores, em uma escala de tempo relativamente curta, que podemos chamar “ciclo de tempo ecológico”. Outra parte do fósforo ambiental sedimenta-se e é incorporada às rochas; seu ciclo envolve uma escala de tempo muito mais longa, que pode ser chamada “ciclo de tempo geológico”.
CICLO DO ENXOFRE
Enxofre é uma substância amarela encontrada no solo, que queima com facilidade. Ele entra na produção de ácido sulfúrico, uma substância muito utilizada para fertilizantes, corantes e explosivos (pólvora, palitos de fósforo, etc). O enxofre é encontrado nas rochas sedimentares, (formadas por depósitos que se acumularam pela ação da natureza) nas rochas vulcânicas, no carvão , no gás natural etc.
O enxofre é essencial para a vida, faz parte da moléculas de proteína, vitais para o nosso corpo. Cerca de 140g de enxofre estão presentes no ser humano. A natureza recicla enxofre sempre que um animal ou planta morre. Quando apodrecem, as substâncias chamadas de “sulfatos”, combinados com a água são absorvidos pelas raízes das plantas. Os animais o obtêm comendo vegetais ou comendo outros animais.
Quando o ciclo é alterado, animais e plantas sofrem, isso vem acontecendo através da constante queima de carvão, petróleo e gás. Esses combustíveis são chamados de “fósseis”, pois se formaram há milhões de anos, a partir da morte de imensas florestas tropicais ou da morte de microscópicas criaturas denominadas “plânctons”.
RELAÇÃO DOS CICLOS COM A BIODEGRADAÇÃO
De uma forma geral, a relação e influência dos ciclos do carbono, nitrogênio, fosforo e enxofre, com a biodegradação estão sendo interrompidos ou até mesmo acelerados.
Com o aumente da biodegradação gerada pelo homem, muitos ciclos estão sendo modificado, isso pode geral grandes consequências, pois sem esse equilíbrio o meio ambiente e principalmente os solos acabam perdendo nutrientes.
CONCLUSÕES E DISCUÇÕES FINAIS
Sobre as associações entre plantas e bactéria do gênero rhizobium, vemos claramente que as plantas apesar de absorver esses nutrientes, principalmente o nitrogênio, não conseguiriam nutrir suas necessidades para se desenvolver, sendo de extrema importância essa associação.
Com as micorrizas as plantas ganham maior absorção de P, tem aumento na massa aérea, sendo comprovado com estudos sobre o assunto, que plantas que tem essa associação, geralmente também produzem mais, mostrando assim ser de grande importância para o agricultor que deseja aumentar a produção.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
http://www.sobiologia.com.br/conteudos/bio_ecologia/ecologia30.php
http://www.sobiologia.com.br/conteudos/Ar/nitrogenio.php
http://www.coladaweb.com/biologia/bioquimica/ciclo-do-carbono
https://www.google.com.br/?gfe_rd=cr&ei=L4BuVOnrK6Gj8weJ7oHQDg&gws_rd=ssl#q=biodegrada%C3%A7%C3%A3o+e+o+ciclo+do+carbono
http://www.brasilescola.com/brasil/degradacao-solo-no-brasil.htm
http://www.cimm.com.br/portal/verbetes/exibir/27-biodegradacao
http://www.infopedia.pt/$biodegradacao
http://brainly.com.br/tarefa/86956
http://simbiotica.org/celula.htm
http://www.nutricaodeplantas.agr.br/site/culturas/algodao/abs_transp_redistr_nutr.php
http://www.ebah.com.br/content/ABAAAAbxkAK/fixacao-biologica-nitrogenio
http://www.grupocultivar.com.br/site/content/artigos/artigos.php?id=345
https://www.microquimica.com/site/nutricaoplantas/5/molibdenio
http://www.bv.fapesp.br/pt/publicacao/95330//
http://www.feis.unesp.br/Home/departamentos/fitotecniatecnologiadealimentosesocioeconomia716/orivaldoarf/fixacao-simbiotica-de-nitrogenio-em-feijoeiro---igor-e-joao.pdf
http://www.ufra.edu.br/profroberto/Apresentacoes/Metabolismo%20e%20Fixacao%20do%20Nitrogenio.ppt