Post on 31-Jan-2016
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UNIVERSIDADE FEDERAL DE VIÇOSACENTRO DE CIÊNCIAS BIOLÓGICAS E DA SAÚDE
DEPARTAMENTO DE MICROBIOLOGIAMBI 150 – Microbiologia do Solo
A microbiota do solo
CARACTERÍSTICAS GERAIS DOS MICRORGANISMOS DO SOLO
1. Capacidade metabólica diversa, codificada pelo genoma e não
necessariamente expressa fenotipicamente;
2. Reprodução
3. Estrutura celular definida
4. Formam estrutura de repouso ou dormência
5. Catalisam reações no solo
6. Constituem elo entre os processo do solo e e os demais processos que
ocorrem no ambiente
Tamanho, número e biomassa dos grupos de microrganismos encontrados no solo
Grupo Exemplo Tamanho (μm)
Número(nº. g-1)
Biomassa(Kg massa fresca ha-1 )
VírusBactérias
ActinomicetosFungosAlgas
ProtozoáriosNematóidesMinhocas
TMVPseudomonasStreptomyces
MucorChlorellaEuglena
PratylenchusLumbricus
0,02 x 0,30,5 x 1,50,5 x 2,0
8,0*5 x 1315x 501.000**
100.000**
1010 - 1011
108 – 109107 – 108
105 – 106
103 – 106
103 – 105
101 – 102
300 – 3.000300 – 3.000500 – 5.00010 – 1.500
5 –2001 – 100
10 – 1.000
*diâmetro; ** comprimento
Total: ≅1.200 – 14.000 Kg ha-1
A biomassa microbiana do solo
Importância: Kg ha-1, μg g-1
•Ciclagem (decompositores)
•Reservatório de nutrientes
•Indicador da qualidade do solo
•Diversidade metabólica/diversidade genética
A biomassa microbiana é analisada por meio de:
• Contagem direta de células microbianas;
• Análises de componentes celulares específicos tais como o trifosfato de
adenosina (ATP), fosfolipídeos ou ácido murâmico;
• Medição de processos microbianos específicos tais como a
mineralização de nitrogênio ou a redução de dimetilsulfóxido a
dimetilsulfeto;
• Medição da taxa de respiração;
• Análise direta de componentes celulares solubilizados pela fumigação
com clorofórmio (método da fumigação-incubação, método da
fumigação-extração) e pelo método da irradiação extração.
Biomassa microbiana:
Método da fumigação-incubação
Quociente microbiano (qMIC):
C da biomassa microbiana x 100
C orgânico do solo
Quociente metabólico (qCO2):
C-CO2 evoluído do solo (mg/mg)
C da biomassa
Diversidade Microbiana do Solo
1 – 10% da diversidade de espécies é conhecida.
Diversidade da comunidade bacteriana do solo é 170 vezes maior do que a observada in vitro.
4.000 a 7.000 genomas diferentes g-1 de solo (Torsvik et al., 1990).
Solo pode conter, em alguns casos, até 10.000 espécies de bactérias (Torsvic et al., 1996).
Limitações da avaliação da diversidade microbiana do solo in vitro
Meios de cultura não são capazes de suprir todas as condições físico-químicas necessárias ao crescimento de todas as espécies microbianas presentes no solo;
As populações microbianas do solo mantêm entre si relações ecológicas de interdependência (cooperação, simbiose etc) que não são reproduzidas nos meios de cultura de laboratório;
Microrganismos de crescimento lento ou que formam colônias microscópicas são ignorados;
+++-Vacúolos-+++Parede celular
++--Cloroplasto
+++-Citoesqueleto+++-Mitocôndria+++-Complexo de Golgi+++-Retículo endoplasmático
80S80S80S70SRibossomos+++-Membrana nuclear++++Divisão nuclear++++Membrana citoplasmática
ProtozoárioAlgasFungos(Bacteria e Archaea)EucariotosProcariotosOrganela
Características distintivas dos principais grupos de microrganismos do solo
• Microrganismos
Bactérias, fungos e algas
• Microfauna (< 0,2 mm ou 200 μm)
Protozoários, nematóides etc
• Mesofauna (0,2 – 1 mm)
Ácaros, colêmbolas etc
• Macrofauna (> 1 mm ou 1000 μm)
Minhocas, cupins, formigas, coleópteros, Arachnida, Myriapoda etc
Diâmetro de poro de 1,0 mm permite a entrada de todos os microrganismos e da maioria dos invertebrados do solo (mesofauna), exceto minhocas e artrópodes maiores
Diâmetro de 0,005 mm permite somente a entrada de microrganismos.
Dias Diâmetro do mesh (mm)
0,005 1,00
% do material decomposto7 2 4
14 4 828 8 1456 20 28112 30 60224 35 85
Interação entre a microbiota e a fauna do solo
Populações microbianas do solo
Autóctones ou indígenas
Alóctones ou invasoras
Estrategistas k (estáveis, característicos da comunidade)
Estrategistas r (flutuações da população)
Oligotróficos
Copiotróficos
Principais funções da microbiota do solo
Decomposição da matéria orgânica
Produção de húmus
Ciclagem de energia e nutrientes
Fixação do nitrogênio atmosférico
Agregação do solo
Decomposição de compostos xenobióticos
Controle de pragas e doenças
Agregação do solo
• Papel das hifas fúngicas
• Exopolissacarídeos
• Síntese de húmus
• Fungos micorrízicos arbusculares:
glomalina
Solo cultivado com planta colonizada com fungos micorrízicos arbusculares
Solo cultivado com planta não-colonizada com fungos micorrízicos arbusculares
Glomalina = proteína secretada pelas hifas de fungos micorrízicos arbusculares; funciona como uma “super-cola”, unindo as partículas do solo em agregados.
Glomalina = proteína secretada pelas hifas de fungos micorrízicos arbusculares; funciona como uma “super-cola”, unindo as partículas do solo em agregados.
Raízes e hifas Agregado
Distribuição de microrganismos no perfil do solo
(no x 103 . g-1)
Profundidade Bactérias aeróbicas
Bactérias anaeróbicas
Actinomicetos Fungos Algas
3-8 7800 1950 2080 119 25
20-25 1800 379 245 50 5
35-40 472 96 49 14 0,5
65-75 10 1 5 6 0,1
135-145 1 0,40 - - -
Distribuição de microrganismos no perfil do solo
•Condições físico-químicas
•Disponibilidade de matéria orgânica
Transporte de microrganismos
•Água da chuva ou irrigação
•Raízes
•Aração e gradagem
•Motilidade
•Interação com a fauna do solo
Profundidade Controle Lumbricusrubellus
Lumbricusterrestris
Apporectodeatrapezoides
P. fluorescens (células/g de solo) (x1000)
0-5 5248 5888 3236 6760
5-10 35 616 813 724
10-15 0 19 93 178
15-20 0 0,2 64 96
20-25 0 0 5 63
25-30 0 0 5 10
30-35 0 0 0,9 1,6
35-40 0 0 0,9 1,4
Adaptado de Daane et al., 1996)
Transporte de Pseudomonas fluorescens através do perfil do solo
associado à atividade de minhocas