QUEM RECICLA?QUEM RECICLA?
MATMATRIA ORGNICA DO SOLORIA ORGNICA DO SOLO
7-10 Mg.ha-1.ano-1
Floresta tropical
15-16 Mg.ha-1.ano-1
Pastagem
1-15 Mg.ha-1.ano-1
Cultura anual
Em soluEm soluoo
NH4+ NO3-Ca+
K+PO3-
Mg
Na atmosferaNa atmosfera
COCO22N2O
CH4NOx
Serapilheira ou palhada produzidas anualmente
Biota Biota do solodo solo
No soloNo soloHumus
rvore filogentica dos organismos do solo
BacteriaBactrias
filamentosas verdesSpirochetas
Gram +Proteobactria
Cyanobactria
Planctomyces
Bacterides citfagos
Thermotoga
Aquifex
Thermococcus
Archaea
MethanosarcinaMethanobacterium
Methanococcus
Thermoproteus
Pyrodicticum
Halfilos
Eucarya
EntamoebaeMyxomicetes
AnimaliaFungos
Plantas
Ciliados
Flagelados
Trichomonads
Micrsporidia
Diplomonads
Modos de ao de rizobactrias Suprimento de nutrientes (N, P, S e Fe) Supresso de patgenos (antibiose) Produo de hormnios de crescimento Detoxificao de xenobiticos Substituio de produtos qumicos
DecompositorasDecompositoras ou heterotrou heterotrficas:ficas:obtobtm energia e C de molm energia e C de molculas orgnicasculas orgnicas
Grupo mais numeroso: 10mais numeroso: 1088--101099 gg--11 solosolo
400 gneros, 10400 gneros, 1044 espespciescies
Eubacteria
Actinobacteria (Actinomicetos)101066--101077 gg--1 1 solosoloDegradam celulose e quitina
Bactrias filamentosas
verdesSpirochetas
Gram +Proteobactria
Cyanobactria
Planctomyces
Bacterides citfagos
Thermotoga
Aquifex
Reino Bacteria
Bactrias metanognicas26 gneros, + de 60 espcies
Reino Archaea
Thermococcus
MethanosarcinaMethanobacterium
Methanococcus
Thermoproteus
Pyrodicticum
Halfilos
Nematoides, caros, milpedes, centpedes, vermes segmentados, colmbolas, insetos alados
Animalia
Zygomycetos, fungosMycota
Oomycetes, AlgaeChromista
Ciliados, zooflagelados, amebasProtozoa
Modos de ao de fungos micorrzicos Suprimento de nutrientes (N, P, Zi, Cu e S) Aumento da capacidade de absoro de P Aumento do volume de solo explorado pelas razes Substituio da fetilizao fosfatada Aumento da resistncia secaEfeito agregador das partculas do solo
Reino Eucarya
EntamoebaeMyxomicetes
AnimaliaMycota
Plantas
Ciliados
Flagelados
Trichomonads
Micrsporidia
Diplomonads
Colmbolas
BesourosCentpedes
Moluscos
Formigas
Minhocas
Crustceos
caros
Nematoides
FungosBactriasNematoidesDimenses Dimenses
Ordem de tamanho dos organismos Ordem de tamanho dos organismos decompositoresdecompositores
FungosNematides
ProtozoriosRotferos
carosColmbolas
ProturasDiplura
SymphylaEnchitreida
ChelonethiIsptera
0,001 0,01 0,1 1 10 mm 100
MicrofaunaMicrofaunaOpiliones
IspodasAnfpodas
ChilpodasDiplpodas
OligochaetasColepterasAraneida
Moluscos
MesofaunaMesofauna MacrofaunaMacrofauna
(Segundo Swift et al., 1979)
Bactrias
Componentes da matComponentes da matria orgnica do soloria orgnica do solo
MatMatria ria orgnicaorgnica
LLbilbil
7070--90 %90 %HHmus estmus estvelvel
77--21%21%
SoloSolo
PartPartculas culas mineraisminerais
9595--99%99%
BiotaBiota
Algas Algas ProtozoProtozorios rios NematNematidesides
Fungos 50%Fungos 50%
Fauna 10%Fauna 10%
10%10%
BactBactrias rias ActinomicetosActinomicetos
30%30%
NNmero de organismos mero de organismos em 100em 100--200 g de solo200 g de solo
Bactrias 300.106 a 50.109
Actinomicetos 100.106 a 2.109
Protozorios 100.103 a 50.106
Fungos 500.103 a 100.106
Nematides 1.103 a 10.103
Artrpodos 100 a 1.103
Minhocas 0 a 2
Razes 1,5 a 3,8 m (em culturas anuais)38 a 76 m (em pastagens perenes)
QuantificaQuantificao dos organismos do soloo dos organismos do solo
MACROFAUNAMACROFAUNA
MICRORGANISMOSMICRORGANISMOS
MESOFAUNAMESOFAUNA
Extrao dos monolitosMACROFAUNAMACROFAUNA
Extrao dos monolitosMACROFAUNAMACROFAUNA
Separao e classificaoMACROFAUNAMACROFAUNA
Extrao dos monolitosMESOFAUNAMESOFAUNA
Lmpada
Funil
Amostra sobre a
grade
Coletor
Etanol 70%
Extrator modificado de Berlese-Tullgren
Separao e classificaoMESOFAUNAMESOFAUNA
MICRORGANISMOSMICRORGANISMOS
Perfil do solo, associao a plantas, nicho ecolgico
TopografiaTipo de solo
UmidadepH do solo
Tamanho das partculasNvel de CO2 e O2
Densidade aparenteTemperaturaPluviosidade
VegetaoPresena de animaisBiomassa microbiana
Matria orgnica e razes
AMOSTRAGEM:AMOSTRAGEM: composio, rplicas,homogeneidade, transporte, preservaoAMOSTRAGEM:AMOSTRAGEM: composio, rplicas,homogeneidade, transporte, preservao
Problemas de amostragemProblemas de amostragem
Complexidade do meio a ser amostrado
Representatividade da amostra- qual horizonte ?- quantas amostras ?- onde tomar a amostra ?- quantas vezes no ano ?- quanto de solo ?
Modelo de amostragem
Biomassa da comunidadeBiomassa da comunidadediversidade, atividadediversidade, atividade
Microscopia
ptica, eletrnica,fluorescente, anlise das imagens
Morfologianmero,biovolume,funo,distribuio
Perfil do solo, associao a plantas, nicho ecolgico
TopografiaTipo de solo
UmidadepH do solo
Tamanho das partculasNvel de CO2 e O2
Densidade aparenteTemperaturaPluviosidade
VegetaoPresena de animaisBiomassa microbiana
Matria orgnica e razes
Amostragem: composio, rplicas,homogeneidade, transporte, preservao
1 centmetro (cm)
1 milmetro(mm)
1 micrmetro (m)
1 nanmetro(nm)
V
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C
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S
gema do ovode galinha
ovo de sapo, peixe
ovo humano
clula vegetal tpicaclula animal tpicacloroplastomitocndria Anabaena(cyanobacteria)Escherichia coli
vrus grandes(HIV, vrus da gripe)ribossomas
memebrana celular(espessura)hlice dupla DNA(dimetro)
tomo hidrognio
ABRANGNCIA DA MICROSCOPIA
MMtodos microsctodos microscpicospicos
Suspenso de solo
Plataformacom grade
Lmina de vidro
Contagem diretaContagem direta
Observaes: - Aplicvel a pequenas amostras- Imagens dos microrganismos in situ- Estudos da distribuio dos microrganismos no solo
ptica Fluorescncia Eletrnica
Tipos de microscopiaTipos de microscopia
Biomassa da comunidadeBiomassa da comunidadediversidade, atividadediversidade, atividade
Microscopia
Anlises qumicasMolculas caractersticas
ptica, eletrnica,fluorescente, anlise das imagens
Fumigao,fosfolipdios,ergosterol,ATP, DNA, %G+C
Morfologianmero,biovolume,funo,distribuio
Nmero,identidade,estrutura da comunidade
Perfil do solo, associao a plantas, nicho ecolgico
TopografiaTipo de solo
UmidadepH do solo
Tamanho das partculasNvel de CO2 e O2
Densidade aparenteTemperaturaPluviosidade
VegetaoPresena de animaisBiomassa microbiana
Matria orgnica e razes
Amostragem: composio, rplicas,homogeneidade, transporte, preservao
Anlises qumicas. Mtodos biocidas
Morte da biomassa microbiana presente
Quantificao de elementos imobilizados nas clulas
Fumigao
Autoclavagem
Irradiao (1,0-2,5 Mrad)
Mtodos qumicos diversos
Uso de equipamentos
Microondas (800 J g-1 solo)
Bomba devcuo
Dessecador
Vapor de CHCl3
BM =(Fumigada ) - (Controle )
k eficincia da extrao
QUANTIFICAO DOELEMENTO EXTRADO
QUANTIFICAO DOELEMENTO EXTRADO> >> > ElementosElementosC, N, P e S C, N, P e S
QuantificaQuantificao da biomassa microbianao da biomassa microbianaMMtodo da ftodo da fumigaumigaoo--extraextraoo (Vance et al., 1987)
Defumigao
EXTRAO EXTRAOK2SO4 0,5 M
QuantificaQuantificao dos elementos extrao dos elementos extradosdos
Digesto micro-Kjeldhal
CarbonoCarbono Digesto por dicromato de potssio (K2Cr2O7 66,7 mM)
Autoanalisador de carbono
Analisador TOC (Wu et al. 1990. Soil Biol.Biochem. 22:1167-1169)
Compostos na faixa de absorbncia ultravioleta (280 nm)(Nunan et al. 1998. Soil Biol.Biochem. 30:1599-1603)
NitrognioNitrognio Autoanalisador de nitrognio
Anlises qumicas. Molculas caractersticas
Phospholipid fatty acids (PLFA)
H2O
Fosfato
Glicerol
cidos graxos
So componentes essenciais de todas clulas vivas grande diversidade estrutural, especificidade biolgica
Indicam a biomassa microbiana viva e, possivelmente, ativa o grupo fosfato consumido rapidamente quando o organismo morre no so encontrados em produtos de armazenamento presentes em propores relativamente constantes na biomassa
Alteraes no padro do PLFA Alteraes na comunidade microbianaAlteraes em PLFAs especficos Alteraes em grupos especficos
Porque fosfolipdeos ?
Methanotrophs18:18cArbuscular mycorrhizal fungi16:1 5Protozoan20:4 6Fungi18:26,9, 18:19cActinomycetes10 Me18:0, 10 Me17:0, 10 Me16:0
Gram negative bacteria (also cy19:0 gm+)cy17:0, cy19:0, 18:111cGram positive bacteria15:0i, 17:0i, 15:0a, etc..
Grupo microbianocido graxo
min14 16 18 20 22 24 26 28 30
pA
20
40
60
80
100
120
FID1 A, (C:\DOCUME~1\JENN\MYDOCU~1\RESEARCH\GC-FID~1\08120312.D)
15:0i
16:0
19:0 cy
18:2 w6,9 18:1 w9c
18:1 w7c
15:0a
14:0
16:0 10 Me
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18:0 10 Me
CromatogramaCromatogramattpicopico
Microscopia cidos nuclicos
Anlises qumicasMolculas caractersticas
ptica, eletrnica,fluorescente, anlise das imagens
Fumigao,fosfolipdios,ergosterol,ATP, DNA, %G+C
Provas funcionais ou filogenticas, PCR, RNA ribossmico
Morfologianmero,biovolume,funo,distribuio
Nmero,identidade,estrutura da comunidade
Transfernciade gens,estrutura da populao, filogenia
Biomassa da comunidadeBiomassa da comunidadediversidade, atividadediversidade, atividade
Perfil do solo, associao a plantas, nicho ecolgico
TopografiaTipo de solo
UmidadepH do solo
Tamanho das partculasNvel de CO2 e O2
Densidade aparenteTemperaturaPluviosidade
VegetaoPresena de animaisBiomassa microbiana
Matria orgnica e razes
Amostragem: composio, rplicas,homogeneidade, transporte, preservao
Biologia molecularAnlise do DNA extrado do solo
Identificao da seqncia de genes que confere as caractersticas desejadas e a estocagem de C no solo
Extrao do DNA dos organismos contidos na amostra de solo
Amplificao da seqncia alvo de genes via PCR e marcao com corante fluorescente
Anlise da diversidade de microrganismos contendo os genes alvo. Quanto mais cpias, maior o potencial de estocagem de carbono
Microscopia cidos nuclicos
Anlises qumicasMolculas caractersticas
Anlises fisiolgicas
ptica, eletrnica,fluorescente, anlise das imagens
Fumigao,fosfolipdios,ergosterol,ATP, DNA, %G+C
Provas funcionais ou filogenticas, PCR, RNA ribossmico
PlaqueamentoNMP, placas Biolog, enzimas, CRP
Morfologianmero,biovolume,funo,distribuio
Nmero,identidade,estrutura da comunidade
Transfernciade gens,estrutura da populao, filogenia
Funes bioqumica e fisiolgica, caractersticas de crescimento
Biomassa da comunidadeBiomassa da comunidadediversidade, atividadediversidade, atividade
Perfil do solo, associao a plantas, nicho ecolgico
TopografiaTipo de solo
UmidadepH do solo
Tamanho das partculasNvel de CO2 e O2
Densidade aparenteTemperaturaPluviosidade
VegetaoPresena de animaisBiomassa microbiana
Matria orgnica e razes
Amostragem: composio, rplicas,homogeneidade, transporte, preservao
NNmero mais provmero mais provvel (NMP)vel (NMP)Srie de diluies
Suspenso microbiana diluda
0,1 ml colocadossobre substrato
Distribuio
Crescimento, contagem/identificao
- Microrganismos cultivveis representam somente 1-10% das bactrias e 5-15% dos fungos do solo;
- No existe meio de cultura universal ou no seletivo
Observaes:
Muitas bactrias nunca foram cultivadas em laboratrio.
Fungos crescem melhor em meios com C:N alta e pH neutro;
Bactrias crescem melhor em meios com C:N mdia e pH baixo;
Esporos de fungos comuns, como Aspergillus, Mucor e Penicillium crescem rapidamente e inibem o crescimento de fungos de crescimento mais lento;
Muitas bactrias e fungos produzem antibiticos que inibem o crescimento de outros organismos;
Alto teor de nutrientes pode inibir alguns isolados de solo e gua;
Algumas bactrias so muito difceis de cultivar em laboratrio. Crescem muito devagar ou so muito sensveis falta de componentes do meio natural;
A formao da cr prpura ocorre quando os microrganismos utilizam a fonte de C e comeam a respirar. A respirao das clulas reduz o corante tetrazolium, incorporado no substrato.
Consumo de substratoConsumo de substratoPlacas BiologTM
Consumo de substratoConsumo de substratoCatabolic Response Profile (CRP)
Medida da resposta respiratria adio de substrato
Adio dos substratos s amostras de solo
Incubao de 4 horas
CO2 CO2CO2 CO2CO2
Quantificao da concentrao de CO2
Infra-red gas analyser (IRGA)
Cromatografia gasosa
21 susbstratos:2 aminas 3 carbohidratos6 amino-cidos8 cidos carboxlicos1 aromtico1 polmero
Vantagens: Incubaes curtas (4 horas); Microrganismos no so extrados do solo; Inclui a resposta de todos os organismos; Os substratos adicionados podem ser alterados
Desvantagens:Alta concentrao de substratos;Mtodo trabalhoso;Estrutura original do solo alterada
Capoeira Cultivado
Microscopia cidos nuclicos Estudo de processos
Anlises qumicasMolculas caractersticas
Anlises fisiolgicas
ptica, eletrnica,fluorescente, anlise das imagens
Fumigao,fosfolipdios,ergosterol,ATP, DNA, %G+C
Provas funcionais ou filogenticas, PCR, RNA ribossmico
PlaqueamentoNMP, placas Biolog, enzimas, CRP
BiotransformaesTraadores,CH4, CO2, NO3-,SO42-, N2Fraes da MOS
Morfologianmero,biovolume,funo,distribuio
Nmero,identidade,estrutura da comunidade
Transfernciade gens,estrutura da populao, filogenia
Crescimento e ciclagem, disponibilidade de nutrientes, biogeoqumica, qualidade ambiental
Funes bioqumica e fisiolgica, caractersticas de crescimento
Biomassa da comunidadeBiomassa da comunidadediversidade, atividadediversidade, atividade
Perfil do solo, associao a plantas, nicho ecolgico
TopografiaTipo de solo
UmidadepH do solo
Tamanho das partculasNvel de CO2 e O2
Densidade aparenteTemperaturaPluviosidade
VegetaoPresena de animaisBiomassa microbiana
Matria orgnica e razes
Amostragem: composio, rplicas,homogeneidade, transporte, preservao
Solo
Atividades indiretasAtividades indiretas
Atividades diretasAtividades diretas
Formao de montculos
Pedoturbao
Formao de vazios
Preenchimento de vaziosFormao/destruio de agregados
Ao sobre a eroso
Ao sobre os resduos vegetais
Ao sobre os resduos animais
Ciclagem de nutrientesAo sobre a biota
Ao sobre o movimentode ar e gua
Hole F.D. (1981) Geoderma, 25:75-112
FUNFUNES DOS ORGANISMOS DO SOLOES DOS ORGANISMOS DO SOLO
Produo de constituntes especiais
Exemplos de funExemplos de funesesMovimentaMovimentao do soloo do solo FragmentaFragmentao de reso de resduosduos
Folhas fragmentadas por cupins
Fragmentos vegetais no tubo digestivo de enquitreideos
MovimentaMovimentao de o de matmatria orgnicaria orgnica
Ninfa de cigarra a 60 cm de profundidade. Escavao promove drenagem e facilita o crescimento radicular.
Excrementos
MovimentaMovimentao do ar e o do ar e guagua
Galerias formadas por minhocas
Galerias formadas por formigas
Razes de plantas acompanham os tneis das minhocas atravs de horizonte B compactado.
Facilita a penetraFacilita a penetrao o das radas razeszes
Queda de folhasQueda de folhas
SerapilheiraSerapilheira
Ecossistema naturalEcossistema natural
Rotao de culturasMonocultura
Ecossistema agrEcossistema agrcolacola
Plantio Convencional Plantio Direto
Silva et al, 2006Pesq.agropec.bras.41(4):697-704
LatossoloLatossolo da Regio do Cerrado (da Regio do Cerrado (DouradosDourados--MSMS))
Grupo Grupo taxontaxonmicomico Sistema Sistema nativonativo
Plantio Plantio diretodireto
PastagemPastagem Plantio Plantio cconvencionalonvencional
ArachnidaArachnida 2121 1010 66 22HeteropteraHeteroptera 77 66 142142 22ColeColeptpteraera 123123 3737 2626 1919ChilopteraChiloptera 5050 1010 1818 88OligochaetaOligochaeta (minhocas)(minhocas) 107107 5757 7373 1515OligochaetaOligochaeta ((EnchytraeidaeEnchytraeidae)) 15741574 3030 77 22FormicidaeFormicidae 713713 345345 366366 147147IsopteraIsoptera 120120 255255 900900 188188Larva de Larva de ColeColeptpteraera 146146 100100 101101 7070Outras larvasOutras larvas 6060 2929 3333 1313Outros Outros invertebradosinvertebrados 185185 3535 4444 1919Total de Total de indivindivduosduos 31063106 388388 913913 136136 17151715 605605 484484 106106
NNmero de gruposmero de grupos 21a21a 19b19b 15c15c 9d9d
Grupo Grupo taxontaxonmicomico Sistema Sistema nativonativo
Plantio Plantio diretodireto
PastagemPastagem Plantio Plantio cconvencionalonvencional
ArachnidaArachnida 2121 1010 66 22HeteropteraHeteroptera 77 66 142142 22ColeColeptpteraera 123123 3737 2626 1919ChilopteraChiloptera 5050 1010 1818 88OligochaetaOligochaeta (minhocas)(minhocas) 107107 5757 7373 1515OligochaetaOligochaeta ((EnchytraeidaeEnchytraeidae)) 15741574 3030 77 22FormicidaeFormicidae 713713 345345 366366 147147IsopteraIsoptera 120120 255255 900900 188188Larva de Larva de ColeColeptpteraera 146146 100100 101101 7070Outras larvasOutras larvas 6060 2929 3333 1313Outros Outros invertebradosinvertebrados 185185 3535 4444 1919Total de Total de indivindivduosduos 31063106 388388 913913 136136 17151715 605605 484484 106106
NNmero de gruposmero de grupos 21a21a 19b19b 15c15c 9d9d
Grupo Grupo taxontaxonmicomico Sistema Sistema nativonativo
Plantio Plantio diretodireto
PastagemPastagem Plantio Plantio cconvencionalonvencional
ArachnidaArachnida 2121 1010 66 22HeteropteraHeteroptera 77 66 142142 22ColeColeptpteraera 123123 3737 2626 1919ChilopteraChiloptera 5050 1010 1818 88OligochaetaOligochaeta (minhocas)(minhocas) 107107 5757 7373 1515OligochaetaOligochaeta ((EnchytraeidaeEnchytraeidae)) 15741574 3030 77 22FormicidaeFormicidae 713713 345345 366366 147147IsopteraIsoptera 120120 255255 900900 188188Larva de Larva de ColeColeptpteraera 146146 100100 101101 7070Outras larvasOutras larvas 6060 2929 3333 1313Outros Outros invertebradosinvertebrados 185185 3535 4444 1919Total de Total de indivindivduosduos 31063106 388388 913913 136136 17151715 605605 484484 106106
NNmero de gruposmero de grupos 21a21a 19b19b 15c15c 9d9d
Grupo Grupo taxontaxonmicomico Sistema Sistema nativonativo
Plantio Plantio diretodireto
PastagemPastagem Plantio Plantio cconvencionalonvencional
ArachnidaArachnida 2121 1010 66 22HeteropteraHeteroptera 77 66 142142 22ColeColeptpteraera 123123 3737 2626 1919ChilopteraChiloptera 5050 1010 1818 88OligochaetaOligochaeta (minhocas)(minhocas) 107107 5757 7373 1515OligochaetaOligochaeta ((EnchytraeidaeEnchytraeidae)) 15741574 3030 77 22FormicidaeFormicidae 713713 345345 366366 147147IsopteraIsoptera 120120 255255 900900 188188Larva de Larva de ColeColeptpteraera 146146 100100 101101 7070Outras larvasOutras larvas 6060 2929 3333 1313Outros Outros invertebradosinvertebrados 185185 3535 4444 1919Total de Total de indivindivduosduos 31063106 388388 913913 136136 17151715 605605 484484 106106
NNmero de gruposmero de grupos 21a21a 19b19b 15c15c 9d9d
Grupo Grupo taxontaxonmicomico Sistema Sistema nativonativo
Plantio Plantio diretodireto
PastagemPastagem Plantio Plantio cconvencionalonvencional
ArachnidaArachnida 2121 1010 66 22HeteropteraHeteroptera 77 66 142142 22ColeColeptpteraera 123123 3737 2626 1919ChilopteraChiloptera 5050 1010 1818 88OligochaetaOligochaeta (minhocas)(minhocas) 107107 5757 7373 1515OligochaetaOligochaeta ((EnchytraeidaeEnchytraeidae)) 15741574 3030 77 22FormicidaeFormicidae 713713 345345 366366 147147IsopteraIsoptera 120120 255255 900900 188188Larva de Larva de ColeColeptpteraera 146146 100100 101101 7070Outras larvasOutras larvas 6060 2929 3333 1313Outros Outros invertebradosinvertebrados 185185 3535 4444 1919Total de Total de indivindivduosduos 31063106 388388 913913 136136 17151715 605605 484484 106106
NNmero de gruposmero de grupos 21a21a 19b19b 15c15c 9d9d
Photos Copersucar et Arbex (2001)
O caso da colheita da cana-de-acar
Colheita manual, com queima da palhada
Colheita mecanizada, sem queima da palhada
Efeito sobre a macrofauna do solo (quantidade e diversidade)
3
Floresta
80 19
203141
120
MinhocasMyriapodesArachnides
FormigasLarvas de colepterosOutros
8
Colheita manual,com queima
38
53
~ 50 anos
Colheita mecanizada, sem queima
136 88
298189
1474 anos
566 566 149 149 indind. m. m--22 72 72 3 ind. m3 ind. m--22 786 786 101 101 indind. m. m--22
ndice de alterandice de alterao o VV
Wardle, 1995
Compara o aumento ou diminuio relativa da abundncia de determinado organismo ou biomassa entre o plantio convencional e o plantio direto
V = 2 MPC
MPC + MPD
MPC = massa ou abundncia do organismo sob PCMPD = massa ou abundncia do organismo sob PD
EFEITO DO MANEJO DO SOLO SOBRE OS ORGANISMOSEFEITO DO MANEJO DO SOLO SOBRE OS ORGANISMOS
Extrema inibiExtrema inibio pela o pela gradagemgradagem V < V < -- 0,670,67
Moderada inibiModerada inibio pela o pela gradagemgradagem -- 0,33 > V > 0,33 > V > -- 0,670,67
0 > V > 0 > V > -- 0,330,33Branda inibiBranda inibio pela o pela gradagemgradagem
Branda estimulaBranda estimulao pela o pela gradagemgradagem 0 < V < 0,330 < V < 0,33
Moderada estimulaModerada estimulao pela o pela gradagemgradagem 0,33 < V < 0,670,33 < V < 0,67
Extrema estimulaExtrema estimulao pela o pela gradagemgradagem V > 0,67V > 0,67
Organismo ocorre Organismo ocorre somente sob PDsomente sob PD
Organismo ocorre Organismo ocorre somente sob PCsomente sob PC
V = V = --11
V = +1V = +1
V = 0V = 0Ocorre Ocorre tanto sob PD, como sob PCtanto sob PD, como sob PC
FungosBactriasMicrorganismos (total)
MICROFLORA
MICROFAUNA Nematides predadores de fungosNematides predadores de bactriasNematides onvorosTotal de nematides
MESOFAUNA Colembolascaro Cryptostigmatidecaro Mesostigmatidecaro Prostigmatidecaro AstigmatideTotal de carosEnchytraeides
MinhocasBezouros CarabideosAranhas
MACROFAUNA
Compilao de 106 estudos sobre o impacto da gradagemsobre os organismos do solo (Wardle, 1995)
0 20 40 60 80 100% dos estudosndice Vndice V
AplicaAplicao da estimativa da biomassa microbianao da estimativa da biomassa microbiana
Indicador da qualidade do solo
Solo de qualidade biologicamente ativo e contm variedade estvel de microrganismos
Apresenta rpida resposta interferncias externas
Reflete o funcionamento do ecossistema
Metodologia fcil e barata
Distribuio universal
ndices eco-fisiolgicos
qCO2
Cmicr:Corg 2.0 - 4.4%0.5 - 2.0 ng C-CO2 g Cmicr-1 h-1
valores crticos
Relao Cmicrobiano : CorgnicoDisponibilidade de C para o crescimento da populao
Quociente metablico qCO2 (ug C-CO2 g Cmicr-1 h-1 )
Demanda de energia necessria para a manuteno da populao
AB
B
B
B
C
0 250 500 750 1000 1250
C (g C g-1 solo) N (g N g-1 solo)
D
B
B
C
C
A
0 50 100 150 200 250
Biomassa microbiana do solo (0-2,5 cm)
Campo nativo
Campo nativo arado
PD 10 anos
PD 20 anos
PD 22 anos
PC 22 anosA
B
B
B
B
C
0 250 500 750 1000 1250
C (g C g-1 solo) N (g N g-1 solo)
D
B
B
C
C
A
0 50 100 150 200 250
Biomassa microbiana do solo (0-2,5 cm)
Campo nativo
Campo nativo arado
PD 10 anos
PD 20 anos
PD 22 anos
PC 22 anos
Oxisolo da Regio Sul do Brasil (Tibagi-PR)
PC 22 anos
PD apresenta maior estoque de C e N do que o PC
0
10
20
30
40
50
0-5 5-15 0-5 5-15
B*B
B
A
b*a
bb
Total C
M
g
/
h
a
Total N
PC x PD
O efeito desejado alcanado, mas qual o mecanismo ?
Camadas
PLFAi15:0 a15:0 10Me17:0 18:26c 18:17c cy19:00
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
Com adio de NSem adio de N
b
a*
a
a
a
aa
b
b
b
b b
M
o
l
%
Gram + bacteria
Actino.Fungo
Gram -
Adio de N modificou o perfil microbiano dos fosfolipdios (PLFA)
Buscando explicaes..
Incubao em laboratrio por 169 dias, 25C
A adio de resduos e N estimulou o crescimento de fungos, o que parece ter inibido a mineralizao de C Porque ?
2 12 26 280
20
40
60
80
100
a
bcc
aba*
c c c
M
i
n
e
r
a
l
i
z
a
o
d
e
C
%
C
Com adio de NSem adio de N
0.00
5.00
10.00
15.00
20.00
25.00
30.00
35.00
20-53 53-250 250-2000 >1000
Granulometria dos agregados (m)
M
a
s
s
a
d
o
s
a
g
r
e
g
a
d
o
s
(
g
1
0
0
-
1
)
Dados de Karina Fabrizzi
0.000
0.100
0.200
0.300
0.400
0.500
0.600
0.700
20-53 53-250 250-1000 >1000
g
C
/
w
h
o
l
e
a
g
g
r
e
g
a
t
e
Carbono nos agregados
Distribuio dos agregados por tamanho
PC PD
razraz
hfahfa
Dados de Gail Wilson; Foto de Mike Miller e Julie Jastrow
Carbono orgnico
0
5
10
15
20
25
10 20 30 40 50
Hifas de fungos (mg g-1)
a
g
r
e
g
a
d
o
s
)
C
o
r
g
n
i
c
o
(
g
k
g
-
1 r2= 0.605 P
AgregaAgregao de parto de partculas culas
Metablitos microbianos (glomalina)agragam as partculas do solo
Estado disperso Estado agregado
A glomalina contribui para estabilidade dos agregados ao serem excretadas pelas hifas fngicas. Ligam-se s argilas por pontes catinicas de ferro
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
E
s
t
a
b
i
l
i
d
a
d
e
d
o
s
a
g
r
e
g
a
d
o
s
(
%
)
PC(4) PD(1) PD(2) PD(4) Capim(15) anos
1
2
3
4
5
Glom
alinatotal (m
gg
-1)
Estabilidade dos agregados (%)Glomalina total
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
E
s
t
a
b
i
l
i
d
a
d
e
d
o
s
a
g
r
e
g
a
d
o
s
(
%
)
PC(4) PD(1) PD(2) PD(4) Capim(15) anos
1
2
3
4
5
Glom
alinatotal (m
gg
-1)
Estabilidade dos agregados (%)Glomalina totalEstabilidade dos agregados (%)Glomalina totalEstabilidade dos agregados (%)Glomalina total
Razes vivas
Micorrizas e microfaunaassociada
rizosfera
Micro- e macrofauna do
solo
Mecanismos de produo de CO2 no solo
Balano do carbono no sistema
PPL = PPB Recosistema
Recosistema = Rplantas + Rheterotrfica(50%) (50%)
Rheterotrfica = Rmicrobiana + Ranimal(90%) (10%)
CO2 + 2H2O + energia(C, 4H) + 2O2Roxidao
enzimtica(478 kJ mol-1 C)
COCO22MATRIA
ORGNICA DO SOLO
Biomassa Biomassa microbianamicrobiana
Oxidao de compostos orgnicos em condies aerbicas
Mecanismos de produo de CH4 no solo
Metanognese C6H12O6 3 CO2 + 3 CH4
Mecanismos de consumo de CH4 no solo
Metanotrofia CH4 + 2 O2 CO2 + 2 H2O
Reduo mediado por bactria anaerbicas
Produo de N2O = f ( pO2 , temperatura, C/N, pH)
2 NO3- 2 NO2- 2 NO N2O N2
R-NH2 NH4+
Reductases: Nitrato Nitrito xidoNtrico
OxidoNitroso
Processo da Desnitrificao
Pseudomonas sppBacillus spp
(24 ATP / mol NO(24 ATP / mol NO33--))
Pr
o
f
u
n
d
i
d
a
d
e
(
m
a
b
a
i
x
o
d
a
s
u
p
e
r
f
c
i
e
d
o
s
o
l
o
)
Aumento da biomassa microbiana total
1,5
3,0
Distribuio dos microrganismos no perfil do solo
Cada organismo da cadeia alimentar do solo existe onde encontra ambiente e nutrientes adequados.
Ocorrem onde houver matria orgnica, principalmente nos primeiros centmetros do solo.
Onde h concentrao de matria orgnica no solo ?
Na liteira
Na rizosfera
No humus
Biomassa microbiana na serapilheira
Invasores primrios = organismos j presentes na filosferaChegando ao solo, aumenta a populao invasoraA biota varia com a profundidade e o estgio de decaimento
Gneros de fungos observados na serapilheira de gramneas e na camada hmica subjacente.
Fungo Serapilheira Humus
Alternaria 71 4Cladosporium 32 2Mycelis sterilia 70 12Penicillium 0 22Sporomiella 0 20Trichoderma 3 15Fusarium 10 27
Biomassa microbiana na rizosfera
Rizosfera: poro do solo na vizinhana imediata das razes que influencia a abundncia e a composio da populao microbiana.
clulas esfoliadas da coifa; mucilagem; exsudatos solveis; substncias lisadas; razes em decomposio.
Abundncia de substrato orgnico
Populao rizosfrica
Distncia da raz, mm
Populao microbianarizosfera: 1010 - 1012. cm-3
solo: 107 . cm-3
Biomassa microbiana associada matria orgnica
mdiag g-1 solo
intervalog g-1 solo
421 - 805369 - 506127 - 454119 - 30024 - 41817 - 37910 - 165
61342734521916913076
Biomassa MicrobianaMatria orgnica
6.0+5.0 - 6.04.0 - 5.03.0 - 4.02.0 - 3.01.0 - 2.00 - 1.0
intervalomg g-1 solo
Biomassa microbiana associada textura do solo
Classe textural % Matria orgnica(mdia)
Biomassa microbianag g-1 solo
ArenosoAreia siltosaSilte arenosoSilte argilosoArgiloso
2,01,51,63,24,5
55106 137292358
Frao do solo Carbono Nitrognio Fsforo
-------------- mg . g-1 ---------------Solo total 50 4.0 0.58Areia (>50 m) 27 1.9 0.19Silte grosso (50-5 m) 44 3.6 0.47Silte fino (5-2 m) 85 7.9 1.17Argila grossa (2-0,2 m) 82 8.7 1.67Argila fina (
Os macro e microagregados do solo
Bactrias tendem a ocorrer dentro dos agregados.Microorganismos ocupam 0,2-0,4% do espao poroso do solo.
Fungos tendem a ficar nos poros maiores, entre agregados.
Qual o destino da matria orgnica que chega ao solo ?
Resduos orgnicos: 100 g
6060--80 g80 g
COCO22
Biomassa Biomassa (organismos do solo)(organismos do solo)
Substncias no hmicas Compostos hmicoscomplexos
Hmus (15-35 g)
33--8 g8 g 3-8 g10-30 g
Para que haja mitigao da emisso de gases:
Resduos orgnicos: 100 g
6060--80 g80 g
COCO22
Biomassa Biomassa (organismos do solo)(organismos do solo)
Substncias no hmicas Compostos hmicoscomplexos
Hmus (15-35 g)
33--8 g8 g 3-8 g10-30 g
Diminuir as taxas de emisso
Aumentar a humificao
Indicador
Biomassa Diversidade
Biomassa Diversidade
Clima mido Clima rido
Temp. intermedirias(17-27 oC)
Temperaturasextremas
pH do solo5-8
pH altoou baixo
Floresta descduaFloresta tropical
Floresta conferas
Pastagem permanente Cultivo contnuo
Retrno de resduoscompostagem
Excesso fertilizantese pesticidas
Boa drenagemaerao
Impedimento drenageminundao
CONCLUSESCONCLUSES
Melhor compreenso da ecologia do solo pode levar a manejo mais preciso dos organismos do solo, com benefcios para a agricultura.
A biota do solo sensvel ao impacto dos sistemas de produo. Portanto, um indicador para a sustentabilidade dos sistemas agropecurios.
A diversificao das espcies vegetais promove a diversificao da biota do solo.
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