Microbiologia do Solo e Cultivo de Microrganismos

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Faculdade de ciências agrárias 
Licenciatura em Engenharia Florestal 
Cadeira: Microbiologia e Entomologia Agricola 
2° Nível, I° Semestre 
 
 
 
MICROBIOLOGIA DO SOLO: FIXADORES SIMBIÓTICOS DE NITOGÉNIO; 
CULTIVO DE MICRORGANISMOS. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Unango, Setembro de 2021 
 
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Universidade Lúrio 
Faculdade de ciências agrárias 
Licenciatura em Engenharia Florestal 
Cadeira: Microbiologia e Entomologia Agricola 
2° Nível, I° Semestre 
 
 
 
 
 
 
 
Discente: 
Guilherme Francisco Fernando Chale 
Docente: 
MSc. Luciana Nhamtumbo (R) 
 
 
 
 
 
Unango, Setembro de 2021 
Trabalho de carácter individual da cadeira 
de Microbiologia e Entomologia Agricola 
de carácter avaliativo com o tema: 
Microbiologia do solo, fixadores 
simbióticos de nitogénio, Cultivo de 
microrganismos. 
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ÍNDICE 
 
I.INTRODUÇÃO ............................................................................................................................ 4 
1.1. Objectivos............................................................................................................................. 4 
1.1.1. Gerais ............................................................................................................................. 4 
1.1.2. Especificos ..................................................................................................................... 4 
II. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ................................................................................................... 5 
2.1. Microbiologia do solo .......................................................................................................... 5 
2.1.1. Fixadores simbióticos de nitogénio ............................................................................... 5 
2.1.1.1. Importância e Papel das Leguminosas........................................................................ 6 
2.1.1.2. Nodulação ................................................................................................................... 7 
2.1.1.3. As actinorrizas ............................................................................................................ 8 
2.1.1.3. Benefícios da FBN ...................................................................................................... 8 
2.2. Cultivo de Microrganismos .................................................................................................. 9 
2.2.1.Os tipos de meios de cultura para o cultivo de microrganismos .................................. 10 
2.2.2. Classificação dos meios de cultura .............................................................................. 10 
III. PRINCIPAIS CONSTATAÇÕES .......................................................................................... 12 
IV. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ................................................................................... 13 
 
 
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I.INTRODUÇÃO 
A microbiologia do solo é o estudo de organismos que vivem no solo, sendo o principal foco suas 
atividades metabólicas e tarefas no fluxo de energia e ciclagem de nutrientes associadas a 
produtividades primárias. Adicionalmente, aborda˗se os impactos ambientais positivos e negativos 
dos organismos do solo e os processos mediados pelos mesmos. Com o tempo, o escopo da 
microbiologia do solo foi gradualmente expandido de preocupações primárias com nitrogênio e 
matéria orgânica para áreas como enzimas do solo, microflora da rizosfera, microrganismos 
participando na formação estrutura do solo, degradação de agrotóxicos e outros produtos 
recalcitrantes, ecologia microbiana, transformação de metais e impactos microbianos sobre o meio 
ambiente. Além disso, a diversidade microbiana do solo, explorada por meio de técnicas 
tradicionais e avançadas, tem sido o foco para a busca de soluções tecnológicas a problemas no 
âmbito urbano e rural (PAUL; CLARK, 1988). 
Para cultivar microrganismos, pode se substituir o meio de cultura, geralmente formado por ágar 
e soluções de nutrientes, por uma mistura de um pacote de gelatina incolor com um tablete de 
caldo de carne industrializado sem gordura. Dissolve-se o caldo de carne em meio litro de água 
fervente, depois se junta à gelatina incolor (dois pacotes), a qual foi previamente dissolvida em 
água fria. Em seguida, adicionam-se quatro colheres de sopa de açúcar. Depois de bem mexido, 
está pronto o meio de cultura para cultivar os microrganismos (GOUVEIA; CORREIA, 2012). 
1.1. Objectivos 
1.1.1. Gerais 
 Compreender a microbiologia do solo, os fixadores simbióticos de nitogénio; cultivo de 
microrganismos 
1.1.2. Especificos 
 Identificar os fixadores simbióticos de nitogénio; 
 Perceber acerca do cultivo de microrganismos; 
 Descrever a importância dos fixadores simbióticos de nitogénio e o cultivo de 
microrganismos. 
 
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II. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 
2.1. Microbiologia do solo 
A microbiologia do solo é o estudo de organismos que vivem no solo, sendo o principal foco suas 
atividades metabólicas e tarefas no fluxo de energia e ciclagem de nutrientes associadas a 
produtividades primárias. Após o isolamento por Beijerinck em 1888 de bactérias fixadoras de 
nitrogênio conhecidas como Rhizobium e o estabelecimento dos princípios de nitrificação e do 
modo de vida autotrófico pelo Winogradsky em 1890, caracterizando o início da bioquímica do 
solo, um número de novos fatores que influenciam a bioquímica e a microbiologia do solo são 
elucidados no segundo século. Entre esses, destacamos a influência da engenharia genética, o 
conhecimento que processos biológicos são afetados pelos principais problemas ambientais e a 
necessidade de desenvolvimento de uma agricultura e sistemas de manejo florestais altamente 
eficientes. Para tal, há necessidade de envolver a bioquímica e a microbiologia do solo com a 
biotecnologia, visando realizar a aplicação tecnológica da capacidade dos microrganismos (PAUL; 
CLARK, 1988). 
2.1.1. Fixadores simbióticos de nitogénio 
O nitrogênio (N) é um elemento essencial para os organismos vivos, constituinte de moléculas 
como aminoácidos, proteínas, ácidos nucléicos, bases nitrogenadas e clorofila É um dos nutrientes 
mais limitantes para o crescimento vegetal e produção agrícola. No entanto, 98% do nitrogênio 
existente no planeta encontram-se indisponíveis e podem estar localizados em rochas, oceanos e 
sedimentos (CARDOSO, ANDREOTE, 2016). 
Os 2% disponíveis estão num ciclo dinâmico, envolvendo a atmosfera, lagos, rios, plantas e 
animais. O principal reservatório deste elemento na natureza é a atmosfera (78%). Porém, este 
compartimento encontra-se indisponível para a maioria dos organismos vivos. Para que o N 
atmosférico possa ser utilizado pelas plantas e animais, é necessário que ele seja reduzido para 
formas assimiláveis. 
A Fixação biológica de nitrogénio (FBN), possui grande importância no aspecto econômico e 
ecológico, tanto em sistemas agrícolas como florestais. 
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Os microrganismos responsáveis por esta transformação são conhecidos como diazotróficos e 
pertencem aos domínios Bacteria e Archaea. Devido a sua grande diversidade, são encontrados 
nos mais diferentes tipos de hábitats. A maioria de suas espécies é de vida livre, com ocorrência 
em todos os tipos de solo, rizosfera e filosfera, águas doces e salgadas (CARDOSO, ANDREOTE, 
2016). 
Algumas destas fixadoras fazem simbiose com diferentes espécies vegetais, ou estabelecem 
relações menos especializadas com plantas, sendo denominadas de associativas. 
Outras podem ter períodos em que crescem na rizosfera e no rizoplano, seguidos de períodos em 
que se localizam internamente na planta formando estruturas hipertróficas, denominadas nódulos 
em suas raízes. 
As bactérias fixadoras de nitrogênio que são capazes de formar os nódulos fazem associação com 
leguminosas, e são popularmente conhecidas como rizóbios. Estes microrganismos pertencemà 
classe Alphaproteobacteria (ordem Rhizobiales, gêneros Allorhizobium, Azorhizobium, 
Bradyrhizobium, Mesorhizobium, Rhizobium e Sinorhizobium). 
 Esta associação é considerada uma das simbioses mais eficientes do ponto de vista evolutivo e 
este grupo de bactérias é provavelmente responsável pela maior parte de fluxo de nitrogênio fixado 
biologicamente no planeta. 
A FBN tem um papel fundamental na sustentabilidade dos ecossistemas, já que o nitrogênio de 
origem biológica está prontamente disponível para as plantas e é, portanto, menos susceptível a 
perdas por lixiviação, volatilização ou desnitrificação. 
2.1.1.1. Importância e Papel das Leguminosas 
A família botânica Leguminosae ( Fabaceae) compõe um grupo numeroso de espécies de 
importância econômica e ecológica. É a terceira maior família de plantas com flores, somente 
sendo superada pelas Orchidaceae e Asteraceae (CARDOSO, ANDREOTE, 2016). 
Uma das características marcantes dessa família é a capacidade de formar simbiose com bactérias 
fixadoras de nitrogênio, resultando em nódulos nas raízes. A forma dos nódulos é uma propriedade 
particular de cada planta hospedeira e as diferenças morfológicas dos nódulos mostra uma possível 
relação evolutiva diferenciada dentre as leguminosas. 
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Importante ressaltar que as leguminosas variam entre altamente específicas ou altamente 
promíscuas, podendo estabelecer simbiose com apenas uma espécie de bactéria ou com uma 
grande variedade delas, sendo esta outra característica marcante de cada espécie. 
2.1.1.2. Nodulação 
Os rizóbios são bactérias que durante a simbiose localizam-se em estruturas especializadas, os 
nódulos, que são formados nas raízes de leguminosas, característica típica desta interação. O 
processo de formação de nódulos em leguminosas requer o reconhecimento específico entre 
rizóbios e leguminosa, envolvendo um complexo mecanismo de sinalização e transdução de sinais 
moleculares (CARDOSO, ANDREOTE, 2016). 
Figura 1. Figuras de nódulos em leguminosas. A) raiz nodulada de soja; B) nódulos ativos, 
evidenciando a presença de leg-hemoglobina; C) nódulos caulinares em Aeschynomene afraspera; 
D) corte microscópico de nódulo de feijoeiro. 
 
Fonte: (CARDOSO, ANDREOTE, 2016). 
 
 
C 
A B 
D 
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2.1.1.3. As actinorrizas 
Actinorriza é o nome que se dá aos nódulos formados em outro tipo de fixação simbiótica do 
nitrogênio. Estes nódulos são formados em raízes de algumas plantas de diversas famílias vegetais, 
sendo os principais gêneros conhecidos por esta propriedade a Casuarina, a Myrica, o Alnus. 
Podem também formar actinorrizas alguns representantes das ordens Fagales, Rosales e 
Cucurbitales. A bactéria responsável pela FBN é do gênero Frankia, classificado entre as 
Actinobactérias. A estrutura do nódulo também é um pouco diferente daquela dos nódulos de 
rizóbios. As quantidades de nitrogênio fixadas variam de 10 a mais de 200 kg de N. As árvores 
que fazem parte desse grupo são empregadas principalmente para a revegetação de solos 
degradados ou como quebra-ventos (CARDOSO, ANDREOTE, 2016). 
Entretanto, essas plantas fazem geralmente parte de estratos florestais em clima temperado, onde 
podem ser responsáveis por mais de 50% do nitrogênio fixado por essas plantas. 
Figura 2. Estrutura radicular indicando a presença de actinorrizas, nódulos de raízes formados 
pela actinobactéria Frankia sp. em várias famílias arbóreas. 
 
Fonte: (CARDOSO, ANDREOTE, 2016). 
2.1.1.3. Benefícios da FBN 
A contribuição da FBN proveniente da associação de plantas e bactérias diazotróficas é o processo 
mais significativo de adição de nitrogênio no ecossistema terrestre e a utilização de 
microrganismos fixadores na agricultura, especialmente na soja. A inoculação de bactérias 
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fixadoras de nitrogênio em plantas tem potencial de tornar-se uma técnica que pode ser aplicável 
a sistemas vegetais em condições de déficit hídrico, baixa fertilidade, ou ambas as condições. Isto 
pode ser possível, pois, além da FBN, existem outros benefícios que podem ser apresentados pelas 
bactérias diazotróficas. Estes microrganismos podem atuar como rizobactérias promotoras do 
crescimento de plantas (RPCP), destacandose a produção de hormônios vegetais, como auxinas, 
giberelinas e citocininas e também atuar na solubilização de fosfatos (CARDOSO, ANDREOTE, 
2016). 
2.2. Cultivo de Microrganismos 
 Segundo (CAXIAS, .IBAP). O cultivo de microrganismos é fundamental para o conhecimento 
científico biológico geral. Através desses micros seres vivos é possível analisar a história do 
mundo, aprender sobre o comportamento do corpo humano, desenvolver cura para doenças e mais 
uma serie de possibilidades provindas do estudo científico. 
A condição principal para o cultivo de microrganismo é fornecer um ambiente nutritivo isolado 
para que ocorra o crescimento desejado do microrganismo. O isolamento é fundamental, visto que 
qualquer agente externo pode interferir no comportamento do microrganismo, interferindo nos 
resultados finais do estudo. 
No caso de um tipo bactéria, pode ser requerido uma proteína, carbono, água e oxigênio para o 
cultivo de uma colônia. Se o objetivo for analisar um fungo ou até mesmo outro tipo de bactéria, 
a condição do ambiente vai variar. Em suma, a condição e o meio é alterada dependendo do tipo 
de microrganismo e objetivo almejado mediante o cultivo. 
Porém, é válido ressaltar que por mais que o cultivo de microrganismos seja fundamental para a 
ciência e que os pesquisadores sempre estão evoluindo os seus métodos de trabalhos, a maioria 
desses micros seres vivos encontrados no ambiente não são cultiváveis em laboratórios, o que 
dificulta bastante o estudo dos mesmos. 
 
 
 
 
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2.2.1.Os tipos de meios de cultura para o cultivo de microrganismos 
Figura 3. Os tipos de meios de cultura para o cultivo de microrganismos 
 
Fonte: (CAXIAS, .IBAP). 
Os meios de cultura utilizados nos laboratórios são classificados como sólidos, semissólidos e 
líquidos. Os semissólidos se caracterizam por conter uma parte de sua composição feita de água e 
, ou de uma gelatina específica utilizada nos laboratórios; o líquido, por sua vez, é caracterizado 
por um caldo repleto de nutrientes para o desenvolvimento do microrganismo. 
2.2.2. Classificação dos meios de cultura 
Os meios de cultura é feita em duas categorizas que são, sintético e complexo. 
 Meio de cultura sintético: 
São classificados como meio de cultura sintético o ambiente nutritivo onde se sabe exatamente 
qual é a composição química. Esse método é muito comum em análises de laboratório, pois esse 
meio acaba suprindo as exigências nutritivas do organismo, permitindo o seu crescimento 
espontâneo. 
 
 
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 Meio de cultura complexo: 
Por sua vez, os meios de cultura complexo não possuem uma composição exata, sendo variados 
ou não definidos, como amido, tomate, malte, etc. Esse meio é comum quando não existe uma 
necessidade nutritiva específica exigida pelo microrganismo. A cultura complexa é muito comum 
em fungos e bactérias heterotróficas. 
Os meios de cultura mais utilizados podem ser classificados pelas seguintes condições: 
 Meios enriquecidos: Para alguns microrganismos o seu cultivo será muito complicado, 
portanto, é necessário fornecer um ambiente enriquecido de nutrientes para que ele possa 
se manter e crescer, possibilitando a sua análise; 
 Meios diferenciais: Esse meio é utilizado para estabelecer diferenças em microrganismos 
semelhantes; 
 Meios seletivos: Os meios seletivos permitem a ação de uma substância que para o 
crescimento de um microrganismo permitindo o crescimento de outro. O objetivo, como o 
próprio nome indica, é fazer uma seleção a fim de realizar uma análise mais complexa; 
 Outros meios: Pré-enriquecido, seletivo e diferencial, triagem, identificação, dosagem, 
contagem e estocagem(CAXIAS, .IBAP). 
 
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III. PRINCIPAIS CONSTATAÇÕES 
 Realizado o trabalho constatou˗se que: 
A Fixação biológica de nitrogénio (FBN), possui grande importância no aspecto econômico e 
ecológico, tanto em sistemas agrícolas como florestais. Os microrganismos responsáveis por esta 
transformação são conhecidos como diazotróficos e pertencem aos domínios Bacteria e Archaea. 
Devido a sua grande diversidade, são encontrados nos mais diferentes tipos de hábitats. A maioria 
de suas espécies é de vida livre, com ocorrência em todos os tipos de solo, rizosfera e filosfera, 
águas doces e salgadas. Estes microrganismos podem atuar como rizobactérias promotoras do 
crescimento de plantas (RPCP), destacandose a produção de hormônios vegetais, como auxinas, 
giberelinas e citocininas e também atuar na solubilização de fosfatos. 
A condição principal para o cultivo de microrganismo é fornecer um ambiente nutritivo isolado 
para que ocorra o crescimento desejado do microrganismo. O isolamento é fundamental, visto que 
qualquer agente externo pode interferir no comportamento do microrganismo, interferindo nos 
resultados finais do estudo. 
Por mais que o cultivo de microrganismos seja fundamental para a ciência e que os pesquisadores 
sempre estão evoluindo os seus métodos de trabalhos, a maioria desses micros seres vivos 
encontrados no ambiente não são cultiváveis em laboratórios, o que dificulta bastante o estudo dos 
mesmos. 
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IV. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
PAUL, E. A.; CLARK, F. E. Soil microbiology and biochemistry. San Diego: Academic Press, 
INC., 1988. 275 p. 
GOUVEIA,CORREIA. Propostas para a prática de microbiologia utilizando recursos de baixo 
custo. Maiêutica, 2012. 
CARDOSO, ANDREOTE. Microbiologia do solo. 2ª ed. Piracicaba, São Paulo, 2016. 
MARINA CAXIAS, Texto Aprovado pelo Conselho Científico do Instituto Biomédico . IBAP