Estudo das colônias de fungos e bactérias em solos de

Estudo das colônias de fungos e bactérias em solos de floresta
tropical associada à variação das chuvas na região
Rommel B. da Silva¹, Quêzia Moura², Hernani Rodrigues², Priscilla Barreto², Hildo Nunes³,
Ronaldo Rodrigues³, Sérgio Santos³, Mª de Lourdes Ruivo4
¹Universidade de São Paulo, ²Universidade Federal do Pará, ³Programa LBA/CENÁRIOS,
4
MPEG
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ABSTRACT
The soil of the Amazon rainforest is characterized by low fertility and concentration of
nutrients, high acidity and high aluminum content. The action of microorganisms in the
processing of organic waste meets the ground mineral salts and humic substances that produce
in the soil, chemical and physical properties favorable to the development of plants. The
samples were obtained in collection campaigns following the seasonality of the region, rainy
period, intermediary and dry. Control collects used wax paper labels. Samples of soil occurred
in the year 2009. Average values obtained for fungi, fluctuated between 79,89.10-2 and
124,78.10-2 UFC.g-¹soil, for the first installment of soil collected during the dry period. In the
case of bacterial population, the values identified in the rainy period ranged between 101.10-4
UFC.g-¹soil, and 91,1.10-4 UFC.g-¹soil. The results show the significant contribution of rains and
radioactive flux for controlling populations of fungi and bacteria in Amazonian soils.
Key-words: fungi, bacteria, Amazonian Soils, Climate
1 - INTRODUÇÃO
A biodiversidade da Amazônia é influenciada pelo regime de precipitação e altas
temperaturas. A vegetação do solo de Terra firme passou por um processo de adaptação
procurando utilizar eficientemente os nutrientes reciclados da matéria orgânica decompostas
pelos microorganismos do solo, ao passo que, a perda de elementos é muito pequena e a
contribuição da microflora é de fundamental importância para a manutenção do ecossistema
como um todo (OLIVEIRA, 1994).
A Biomassa microbiana é um compartimento da matéria orgânica do solo
diretamente influenciado por fatores bióticos e abióticos, sendo, portanto, sensível às
mudanças ocorridas no sistema. Neste sentido, o conhecimento desses seres se torna muito
relevante, pois a presença ou ausência de determinados indivíduos refletem a qualidade
ambiental do ecossistema (GILLER et al., 1997; GAMA-RODRIGUES, et al., 2005). Vale
ressaltar que o efeito do clima, por meio das variáveis como precipitação, temperatura e
umidade é considerado o mais importante agente na manifestação das expressões dos
constituintes do solo (FRIGHETTO e VALARINI, 2000; GUERRA e CUNHA, 2003).
Neste sentido e levando em consideração o importante papel desempenhado pelos
microrganismos na decomposição da parcela de liteira proporcionando a reciclagem dos
nutrientes do ecossistema e estimando a influência das mudanças climáticas no
desenvolvimento dos processos naturais que ocorrem no ambiente solo, foi realizado o
presente estudo tendo como objetivo comparar a variação da população de bactérias e fungos,
em diferentes profundidades de solos de floresta primária, controlada e natural, com a
sazonalidade climática.
2 - METODOLOGIA
As áreas de estudo estão dentro dos limites da Reserva Florestal de Caxiuanã,
localizada no município de Melgaço-PA a 400km a oeste de Belém. Nos solos da região há
predominância dos grupos Latossolos, porém Planossolos, Gleys e Terra Preta, Arqueológica
também, diagnosticados (Kern, 1996). Foram determinados 3 pontos amostrais em cada ponto
na floresta primária, sendo que, a distância entre os pontos dentro de cada parcela não
ultrapassou 20 metros e a distancia entre as parcelas dista de 40km, sendo uma parcela natural
(parcela 2) e outra parcela controlada (parcela 1), localizadas dentro da mesma FLONA. Em
cada área foram selecionados 3 pontos amostrais para a abertura de mini-trincheiras onde foi
coletado porções de solo de aproximadamente 400 g, nas profundidades 0-5; 5-10; 10-20 e
20-30, que foram armazenadas em sacos plásticos devidamente identificados. Logo após a
coleta, as amostras foram mantidas resfriadas com gelo e enviadas para o laboratório de
microbiologia.
Para determinar a quantidade de Unidades Formadoras de Colônias (UFC) de fungos
e bactérias foi utilizado o método “Por Plate”, onde a alíquota (solo e água) é depositada no
interior da parte basal de uma placa de Petri estéril sendo adicionado posteriormente o meio
de cultura. Após solidificação do meio, as placas são incubadas por 48 horas no caso das
bactérias e 5 dias para os fungos. As UFCs de bactérias foram contadas após 24 e 48 horas de
incubação, já as de fungos foram quantificadas após 5 dias. A contagem das colônias foi
realizada com o auxílio do contador de colônias em contraste com o meio opaco de cultura,
sendo expressos em 10-² UFC.g-¹solo para fungos e 10-4 UFC.g-¹solo para bactérias.
3 - RESULTADOS E DISCUSSÕES
A precipitação pluviométrica na Amazônia são predominantemente convectivas e os
principais mecanismos que explicam o regime pluvial na região resultam da atuação
predominante da ZCIT, das brisas marítimas, da penetração de sistemas frontais e da fonte de
vapor representada pela floresta Amazônica (VIANELLO & ALVES, 2000). Sua
sazonalidade (Figura 01) apresenta maior quantidade pluviométrica no 1° semestre tendo o
mês de março o mais chuvoso e no 2° semestre o mês de agosto o menos chuvoso da região,
proporcionando a distribuição dos índices climáticos nas parcelas, a distribuição das chuvas
dentro das parcelas está demonstrada pelo quantitativo de chuva que ocorreu por sobre a
região onde estão localizadas as parcelas fazendo com que sejam claramente detectadas as
diferenças pluviometrias, porém mantendo sua sazonalidade predominante. A distancia entre
as parcelas é de 40km e as chuvas da região de Caxiuanã são chuvas setorizadas, onde se
constata claramente, por método visual, que a pluviometria não é a mesma em toda a área da
FLONA e que os fluxos de energia gerados pela baia de Caxiuanã determinam a distribuição
das chuvas na área.
Figura 1. Sazonalidade da precipitação pluviométrica na região das parcelas
Para a visualização e compreensão, dos dados obtidos foi necessário realizar a média
aritmética e o desvio padrão dos valores encontrados em cada profundidade e período sazonal.
Os maiores valores de média, obtidos para fungos, foram identificados no período seco em
1
todas as profundidades, sendo 79,89.10-2 e 124, 78.10-2 UFC.g-¹solo, para a primeira parcela de
solo coletada. No caso da população bacteriana, os maiores valores foram identificados no
período chuvoso, sendo 101.10-4 UFC.g-¹solo e 91,1.10-4 UFC.g-¹solo de solo (Tabelas 1 e 2).
Tabela 1. Valores das médias e desvio padrão para resultados de UFC de fungos.
Área
Parcela 1
Parcela 2
Profundid
0–5
5 – 10
10 - 20
20 - 30
0–5
5 – 10
10 - 20
20 - 30
Fungos (10-2 UFC.g-¹)
CHU
57,6
46,0
20,9
15,9
73,2
42,3
28,2
7,4
INT
52,4
49,1
24
12,7
43,3
22,3
20,3
14,3
SECO
79,89
44,11
37,89
21,67
124,78
52,11
32,33
9,11
Desvio padrão
CHU
10,1
15,4
10
7,9
3,6
27,6
18,6
1,9
INT
17,8
27,7
18,6
12,7
14,3
9,3
5,4
1,2
SECO
22,44
6,38
15,16
3,38
21,36
9,26
5,24
2,17
Tabela 2. Valores das médias e desvio padrão para resultados de UFC de bactérias.
Área
Parcela 1
Parcela 2
Profundid
0–5
5 – 10
10 - 20
20 - 30
0–5
5 – 10
10 - 20
20 - 30
Bactérias (10-4 UFC.g-¹)
CHU
INT
SECO
101
45,3
88,44
85,6
38,7
37,33
96,3
50,8
45,44
72,1
32
45,11
90,1
70
84,44
78
57,3
32
57,7
30,8
29,11
19,4
24,1
21,44
CHU
36,9
22
31,8
38,4
42,2
17,2
20,2
12,5
Desvio padrão
INT
SECO
23,8
43,69
30,7
18,11
33,5
14,62
13,6
54,52
56,1
55,94
32,1
22,26
9,2
21,35
10,7
20,40
Os valores mais expressivos para tal parâmetro estatístico foram identificados no
período seco em ambas as parcelas, considerando os resultados da população de fungos e
bactérias. Os menores valores foram identificados para a população fúngica, ao passo que,
pode-se inferir que a amplitude dos mesmos para essa série é pequena, enquanto na população
bacteriana os resultados foram bem maiores, indicando variabilidade acentuada dos
resultados.
Um maior número de UFC de fungos (69.102 UFC.g-¹ e 77,3.102 UFC.g-¹) e bactérias
4
(140.10 UFC.g-¹ e 128,37.104 UFC.g-¹) foram encontrados na primeira camada do solo (0-5),
para ambas as parcelas. De forma geral, os valores obtidos nos primeiros perfis do solo, foram
os mais elevados, fato justificado por Vieira e Nahas (2000) pela quantidade de matéria
orgânica que se concentra nas camadas superiores. Comparando os resultados das áreas
estudadas, notou-se que houve uma redução na quantidade de UFC, (para bactérias e fungos),
da parcela 1 em relação a parcela 2. Em estudo na área, Ruivo et al (2002) também encontrou
variações quantitativas de microorganismos decorrentes do stress hídrico e da diminuição do
substrato no solo.
No período intermediário, os valores obtidos para fungos, tanto na parcela 1
(78,67.102 UFC.g-¹) quanto na parcela 2 (59,67.102 UFC.g-¹) foram detectados na superfície.
Para as bactérias, os maiores valores, (88,67 e 134,33 .104 UFC.g-¹), foram encontrados nas
profundidades de até 20cm tanto na parcela 1 como na parcela 2. Neste período a resposta da
população microbiana, salvo algumas exceções, apresentou comportamento variável, uma vez
que na maioria dos pontos os valores de UFC não diminuíram com a profundidade, fato
identificado principalmente na parcela 1. Não foi encontrado explicação para esse fenômeno
na literatura, mas supõe-se que, diante desse comportamento, em ambiente alterado o
desenvolvimento de bactérias anaeróbicas seja maior, já que estas desempenham suas
atividades nas camadas mais inferiores do solo. No período seco, os maiores valores, tanto
para a população fúngica quanto para a bacteriana, foram inicialmente identificados nas
2
primeiras camadas das parcelas 1 e 2. As análises microbiológicas mostram que a população
bacteriana é relativamente maior do que a população fúngica, porém a mesma apresentou
maior variação nas duas áreas estudadas. RUIVO et al (2002), diz que fatores como
temperatura, umidade e pH do solo podem influenciar na densidade dos microorganismos,
pois são sensíveis as mudanças das condições edáficas. Neste sentido infere-se que as
bactérias podem ser mais sensíveis as alterações ambientais se comparadas com a população
fúngica.
A população de fungos foi consideravelmente maior no período seco em ambas as
parcelas, sendo mais evidente na parcela 2 e nas primeiras camadas de solo analisadas (Figura
2). Os valores de UFC diminuíram com a profundidade em todas as áreas e períodos
estudados, sendo os menores resultados para a superfície do solo, obtidos no período de
transição (52,44.102 e 43,33.102 UFC.g-¹solo). Monteiro e Dionísio et al (1994), estudando solo
permanentemente coberto com vegetação, também identificaram uma acentuada redução na
quantidade de fungos em períodos de maior precipitação pluviométrica. É possível a
influência do processo de lixiviação, no qual há uma retirada parcial dos componentes do
solo, os quais interferem na atividade fúngica.
5 cm
10 cm
20 cm
30 cm
5 cm
140
120
20 cm
30 cm
120
100
UFC/g de Solo
UFC/g de Solo
10 cm
140
80
60
40
20
100
80
60
40
20
0
0
FE1
FP1
FE2
FP2
Perfil fúngico sazonal
FE3
FP3
BE1
BP1
BE2
BP2
BE3
BP3
Perfil bacteriano sazonal
(a)
(b)
Figura 2. Variação sazonal da população fúngica (a) e bacteriana (b) para a parcela 1 (FE) e
parcela 2 (FP), os nºs 1, 2 e 3 correspondem ao período chuvoso, transição e seco.
A população bacteriana apresentou variação sazonal mais suave que a população
fúngica. Os maiores resultados foram identificados no período chuvoso e somente as amostras
da parcela 1 não tiveram valores reduzidos, conforme o aumento da profundidade. Ruivo et al
(2009), também realizou estudos na área da parcela 1 e inferiu que tal aspecto é um forte
indício da influência da umidade do solo e da relação entre disponibilidade de oxigênio e a
atividade bacteriana nas parcelas superficiais do solo.
4 – CONCLUSÕES
Independente do período sazonal, a população de fungos e bactérias diminui com a
profundidade, fato atribuído a ausência de oxigênio e matéria orgânica nas camadas inferiores
do solo. A variação climática amazônica proporciona crescimento de fungos e bactérias
durante todo ano, sendo que, no período seco, ocorre declínio das populações em relação a
profundidade em todas as áreas, sendo obtidos no período de transição, os menores resultados
para a superfície do solo, por ser a área de maior exposição as incidências radiativas. As
bactérias apresentaram variação sazonal conforme a disponibilidade de água no ambiente,
sendo os maiores valores obtidos no período chuvoso. O período de maior incidência de
precipitação pluviométrica concorre para um aumento na população bacteriana do solo
mesmo em períodos de estiagem, pois a disponibilidade hídrica do solo concorre para manter
o índice populacional em seu nível de predominância. Os solos estudados são
predominantemente compostos por muitas bactérias e poucos fungos.
3
5 - REFERÊNCIAS
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FRIGHETTO, R. T. S.; VALARINI, P. J.; 2000: Indicadores biológicos e bioquímicos da
qualidade do solo: manual técnico. Jaguariuna, São Paulo: Embrapa: FUNEP, 000. 198 p.
GAMA-RODRIGUES, E. F. BARROS, N. F. GAMA-ROGRIGUES, A. C. SANTOS, G. A.;
2005: Nitrogênio, Carbono, e atividade da biomassa microbiana do solo em plantações de
eucalipto. Revista Brasileira de Ciências do solo, 29: 893-901.
GILLER, K.E.; BEARE, M.H.; LAVELLE, P.; IZAC, A.M.N.; SWIFT, M.J.; 1997:
Agricultural intensification, soil biodiversity and agroecosystem function. Applied Soil
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GUERRA, A. J. T. e CUNHA, S. B.; 2003: Geomorfologia e meio ambiente. 4° ed. Rio de
Janeiro: Bertrand Brasil.
KERN, D. C.; 1996: Geoquímica e pedogeoquímica em sítios arqueológicos com Terra Preta
na Floresta Nacional de Caxiuanã (Portel- PA), Belém: Universidade Federal do Pará/ Centro
de Geociências/ Curso de Pós-graduação em Geologia e Geoquímica, Tese de Doctorado.
100p.
MONTEIRO, A.C.; 1994: Influência da sazonalidade, dos teores de matéria orgânica, pH e
umidade na ocorrência de fungos entomopatogenicoos no solo. In: III Simpósio Brasileiro
sobre Microbiologia do solo, 3.,1994. Resumos. Londrina: IAPAR, 1v.
OLIVEIRA, L.; 1994: Ecologia microbiana nos solos tropicais úmidos. In:III Simpósio
Brasileiro sobre Microbiologia do solo, 3.,1994. Resumos. Londrina: IAPAR,1v.
RUIVO, M. L. P. et al., 2002: Propriedades do solo e fluxo de CO2 em Caxiuanã, Pará:
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VIANELLO, R. L.; ALVES, A. R.; 2000: Meteorologia Básica e Aplicações, Viçosa-UFV,
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VIEIRA, F. C. S; NAHAS, E. Quantificação de bactérias totais e esporuladas no solo.
Scientia Agricola, 57:539-545, 2000.
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