O solo
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Microbiologia do Ambiente Microbiologia do Ambiente Capítulo II - Microbiologia do Solo http://correio.cc.fc.ul.pt/~maloucao MA Martins-Loução, 2006 Microbiologia do Ambiente, 2006 1 de ? Microbiologia do Ambiente Capt II - Microbiologia do Solo • • • • • • • • • O que é o solo. Os constituintes do solo. Factores que influenciam na formação do solo Noção de pédon e de perfil do solo Papel do solo no ecossistema. Os constituintes do solo Factores que afectam as características do solo Os componentes biológicos do solo: bactérias, fungos e mesofauna As cadeias tróficas e a sua importância A cadeia trófica e a qualidade do solo. Seu significado MA Martins-Loução, 2006 Microbiologia do Ambiente, 2006 2 de ? Microbiologia do Ambiente SOIL Solo O Que é o Solo ? Solo ≠ Substracto Definição Geológica Superfície solta da superfície da crosta que é distinta da rocha mãe Definição Tradicional Material que alimenta e suporta as plantas em crescimento (inclui rochas, água, neve e ar) Definição Pedológica Colecção de recursos naturais da superfície da crosta, modificada ou mesmo originada pela acção de factores químicos e físicos naturais ou provenientes da acção do Homem, que contem matéria viva e que é capaz de suportar a vida e o crescimento das plantas. (O seu limite superior é o ar ou um filme de água e o seu limite inferior é a profundidade até onde se deu a mineralização.) MA Martins-Loução, 2006 Microbiologia do Ambiente, 2006 3 de ? Microbiologia do Ambiente rocha Gases: CO2 SO2 N2O5 Factores envolvidos na formação do solo acidos: H2CO3 H2SO3 HNO3 chuva Vento e água erosionam as rochas e o solo Congelamento provoca fendas raízes: fendem e partem as rochas mecânica e quimicamente (exsudação) MA Martins-Loução, 2006 Microbiologia do Ambiente, 2006 4 de ? Microbiologia do Ambiente Factores envolvidos na formação do solo Clima Organismos Topografia Tempo Rocha mãe MA Martins-Loução, 2006 Microbiologia do Ambiente, 2006 5 de ? Microbiologia do Ambiente Solo como parte da paisagem MA Martins-Loução, 2006 Microbiologia do Ambiente, 2006 6 de ? Microbiologia do Ambiente Perfil do Solo. Pédon O - orgânico A - eluviação B - iluviação C - Rocha mãe MA Martins-Loução, 2006 Microbiologia do Ambiente, 2006 7 de ? Microbiologia do Ambiente Constituintes do Solo Fase gasosa Ar 25% Matéria Mineral 45% Fase líquida Fase sólida Água 25% Matéria Orgânica 5% MA Martins-Loução, 2006 Microbiologia do Ambiente, 2006 8 de ? Microbiologia do Ambiente Propriedades Físicas do Solo Fase sólida Textura - determinada pela proporção relativa das partículas minerais de diferentes dimensões Estrutura - determinada pela forma como a matriz mineral se agrega, ou seja é definida pelo padrão de agregação das partículas Côr - indicador das propriedades físicas, químicas e biológicas do solo Densidade - depende do tipo de agregados da matriz e portanto da quantidade de espaços que se estabelecem na matriz mineral MA Martins-Loução, 2006 Microbiologia do Ambiente, 2006 9 de ? Microbiologia do Ambiente Fracções da Matéria Mineral > 0.02 mm 0.002 - 0.02 mm < 0.002 mm MA Martins-Loução, 2006 Microbiologia do Ambiente, 2006 10 de ? Microbiologia do Ambiente Tipos de solo baseados na textura MA Martins-Loução, 2006 Microbiologia do Ambiente, 2006 11 de ? Microbiologia do Ambiente Factores que afectam a estrutura dos solos Arranjo dos agregados com determinada forma e tamanho Estabilidade dos agregados Configuração dos poros Tipo de argila Elementos químicos associados à argila Natureza dos produtos de decomposição e quantidade de matéria orgânica Natureza da população microbiana Processos físicos de arrefecimento e evaporação Acção da mesofauna (remoção e recirculação) Crescimento e actividade das raízes MA Martins-Loução, 2006 Microbiologia do Ambiente, 2006 12 de ? Microbiologia do Ambiente Côr do Solo Indicador de diferentes tipos de solo Indicador de certas características físicas e químicas Indicador do conteúdo de humus e da natureza química dos compostos de ferro presentes no solo Forma Fórmula Côr Óxido ferroso FeO Cinzento Óxido férrico (Hematite) Fe2O3 Vermelho Óxido férrico hidratado (Limonite) 2Fe2O3 3H2O Amarelo MA Martins-Loução, 2006 Microbiologia do Ambiente, 2006 13 de ? Microbiologia do Ambiente Densidade Determina-se dividindo o peso seco em g pelo seu volume em cm3 A variação na densidade do solo é maioritariamente devida à diferença no espaço total de poros Confere propriedades ao solo Maior capacidade de retenção de água Maior capacidade de penetração das raízes MA Martins-Loução, 2006 Microbiologia do Ambiente, 2006 14 de ? Microbiologia do Ambiente Matéria Orgânica Folhada - matéria orgânica “fresca” ainda por decômpor Matéria orgânica particulada, detritos Humus - matéria orgânica amorfa e complexa Mor - solo tipo podsol, formado a um pH baixo Mull - solo florestal em clima temperado, formado a pH > 5.0 CEC - Capacidade de troca catiónica Solos eutróficos e oligotróficos MA Martins-Loução, 2006 Microbiologia do Ambiente, 2006 15 de ? Microbiologia do Ambiente Solução líquida do solo Água higroscópica Água capilar Água gravitacional Capacidade de campo Ponto de emurchecimento Acidez do solo - H+ e Al3+ CEC - Capacidade de troca catiónica MA Martins-Loução, 2006 Microbiologia do Ambiente, 2006 16 de ? Microbiologia do Ambiente O Ambiente Solo - Cadeias tróficas MA Martins-Loução, 2006 Microbiologia do Ambiente, 2006 17 de ? Microbiologia do Ambiente Os organismos do solo Artrópodes Insectos, crustáceos, aracnídeos Bactérias Cianobactérias, actinomicetes, outras não fotossintéticas Fungos Saprofíticos Mutualistas Patogénicos Protozoários Amibas, ciliados, flagelados Nemátodes Vida livre ou parasitas de plantas e animais MA Martins-Loução, 2006 Microbiologia do Ambiente, 2006 18 de ? Microbiologia do Ambiente Função dos organismos do solo Fotossintéticos Plantas, algas e bactérias Captam a energia e fixam CO2 Adicionam matéria orgânica ao solo Decompositores Bactérias e fungos Imobilizam os nutrientes Sintetizam novos compostos orgânicos Produzem compostos que ajudam a estruturar o solo Responsáveis pelo ciclo biogeoquímico dos nutrientes Competem ou inibem os organismos patogénicos Mutualistas Bactérias e fungos Promovem o crescimento das plantas (N, P) Protegem as plantas dos patogénicos Patogénicos Bactérias, fungos, Parasitas Nemátodes, artrópodes Inibem o crescimento das plantas. Consomem ou infectam raízes Parasitam nemátodos ou insectos sendo veículos de doenças Herbívoros de bactérias e fungos Nemátodos, protozoários e microartrópodes Libertam os nutrientes imobilizados (NH4+) Controlam os patogénicos das plantas Estimulam e controlam a actividade das populações fúngicas e bacterianas Turbadores Minhocas e microartrópodes Quebram a matéria orgânica fresca (folhada) Revolvem a folhada e enterram-na, alterando a estrutura do solo Predadores Nemátodes, meso- e macrofauna Fazem o controlo das populações dos níveis tróficos Aumentam a estrutura do solo MA Martins-Loução, 2006 Microbiologia do Ambiente, 2006 19 de ? Microbiologia do Ambiente Como se distribuem os organismos do solo ? MA Martins-Loução, 2006 Microbiologia do Ambiente, 2006 20 de ? Microbiologia do Ambiente Onde se concentram os organismos do solo ? Raízes - rizosfera Folhada Humus Agregados do solo MA Martins-Loução, 2006 Microbiologia do Ambiente, 2006 21 de ? Microbiologia do Ambiente Quando se encontram activos ? MA Martins-Loução, 2006 Microbiologia do Ambiente, 2006 22 de ? Microbiologia do Ambiente Como variam as cadeias tróficas nos ecossistemas ? MA Martins-Loução, 2006 Microbiologia do Ambiente, 2006 23 de ? Microbiologia do Ambiente Nº de organismos /g solo em diferentes ecossistemas Solos Pradarias Solos Agrícolas Solos Florestais Bacterias 100 milhões a mil milhões 100 milhões a mil milhões 100 milhões a mil milhões Fungos Vários metros Dominado por AM 10 - 100 metros Dominado por AM Várias centenas de metros Dominado por ECM Protozoários Vários milhares de flagelados e amibas, 1 a várias centenas de ciliados Vários milhares de flagelados e amibas, 1 a várias centenas de ciliados Vários centenas de milhar de amibas, poucos flagelados Nemátodes 10 - 20 herbívoros de bactérias, poucos de fungos. Poucos predadores. 10 - 100 > 100 herbívoros de bactérias e fungos. Muitos predadores Artrópodes > 100 /30 cm2 500 - 2000 /30 cm2 10 000 - 25 000/ 30 cm2 Minhocas 5 - 30 / 30 cm2. Mais em presença de maior matéria orgânica 10 - 50 /30 cm2. Zonas áridas ou semiáridas podem não ter nenhumas 10 - 50 /30 cm2 em florestas decíduas e poucas em coníferas MA Martins-Loução, 2006 Microbiologia do Ambiente, 2006 24 de ? Microbiologia do Ambiente Como se avaliam as cadeias tróficas ? Contagem Contagem directa ou por plaqueamento Medindo os níveis de actividade Respiração Nitrificação Taxas de decomposição Determinando os constituintes celulares Biomassa C, N, P Enzimas Fosfolípidos ou outros - usados como “marcadores” da comunidade DNA ou RNA - usados como “marcadores” da comunidade MA Martins-Loução, 2006 Microbiologia do Ambiente, 2006 25 de ? Microbiologia do Ambiente Complexidade das cadeias tróficas MA Martins-Loução, 2006 Microbiologia do Ambiente, 2006 26 de ? 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 MA Martins-Loução, 2006 Microbiologia do Ambiente, 2006 27 de ? 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. MA Martins-Loução, 2006 Microbiologia do Ambiente, 2006 28 de ?
