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1 de ?Microbiologia do Ambiente, 2006MA Martins-Loução, 2006
Microbiologia do Ambiente
Microbiologia do Ambiente
Capítulo II - Microbiologia do Solo
http://correio.cc.fc.ul.pt/~maloucao
2 de ?Microbiologia do Ambiente, 2006MA Martins-Loução, 2006
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
3 de ?Microbiologia do Ambiente, 2006MA Martins-Loução, 2006
Microbiologia do Ambiente
SOIL
Definição Geológica Superfície solta da superfície da crosta que é distinta da rocha mãe
Solo
O Que é o Solo ?
Solo ≠ Substracto
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 profundidadeaté onde se deu a mineralização.)
4 de ?Microbiologia do Ambiente, 2006MA Martins-Loução, 2006
Microbiologia do Ambiente
raízes: fendem e partem as rochasmecânica e quimicamente (exsudação)
Gases: CO2SO2
N2O5
acidos:H2CO3H2SO3HNO3
rocha
chuva
Congelamentoprovoca fendas
Vento e águaerosionam as
rochas e o solo
Factores envolvidos naformação do solo
5 de ?Microbiologia do Ambiente, 2006MA Martins-Loução, 2006
Microbiologia do Ambiente
Factores envolvidos naformação do solo
Rocha mãe
Clima
Tempo
Organismos
Topografia
6 de ?Microbiologia do Ambiente, 2006MA Martins-Loução, 2006
Microbiologia do Ambiente
Solo como parteda paisagem
7 de ?Microbiologia do Ambiente, 2006MA Martins-Loução, 2006
Microbiologia do Ambiente
Perfil do Solo. Pédon
A - eluviação
B - iluviação
C - Rocha mãe
O - orgânico
8 de ?Microbiologia do Ambiente, 2006MA Martins-Loução, 2006
Microbiologia do Ambiente
Constituintes do Solo
Ar 25%
Matéria Mineral45%
Água 25%
Matéria Orgânica5%
Fase sólida
Fase líquida
Fase gasosa
9 de ?Microbiologia do Ambiente, 2006MA Martins-Loução, 2006
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
10 de ?Microbiologia do Ambiente, 2006MA Martins-Loução, 2006
Microbiologia do Ambiente
Fracções da Matéria Mineral
> 0.02 mm
0.002 - 0.02 mm
< 0.002 mm
11 de ?Microbiologia do Ambiente, 2006MA Martins-Loução, 2006
Microbiologia do Ambiente
Tipos de solo baseados na textura
12 de ?Microbiologia do Ambiente, 2006MA Martins-Loução, 2006
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
13 de ?Microbiologia do Ambiente, 2006MA Martins-Loução, 2006
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 nosolo
Forma Fórmula Côr
Óxido ferroso FeO Cinzento
Óxido férrico (Hematite) Fe2O3 Vermelho
Óxido férrico hidratado (Limonite) 2Fe2O3 3H2O Amarelo
14 de ?Microbiologia do Ambiente, 2006MA Martins-Loução, 2006
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
15 de ?Microbiologia do Ambiente, 2006MA Martins-Loução, 2006
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
16 de ?Microbiologia do Ambiente, 2006MA Martins-Loução, 2006
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
17 de ?Microbiologia do Ambiente, 2006MA Martins-Loução, 2006
Microbiologia do Ambiente
O Ambiente Solo - Cadeias tróficas
18 de ?Microbiologia do Ambiente, 2006MA Martins-Loução, 2006
Microbiologia do Ambiente
Os organismos do solo
Vida livre ou parasitas de plantas e animaisNemátodes
Amibas, ciliados, flageladosProtozoários
SaprofíticosMutualistasPatogénicos
Fungos
Cianobactérias, actinomicetes, outras nãofotossintéticas
Bactérias
Insectos, crustáceos, aracnídeosArtrópodes
19 de ?Microbiologia do Ambiente, 2006MA Martins-Loução, 2006
Microbiologia do Ambiente
Função dos organismos do solo
Fazem o controlo das populações dos níveis tróficosAumentam a estrutura do solo
Predadores Nemátodes, meso- e macrofauna
Quebram a matéria orgânica fresca (folhada)Revolvem a folhada e enterram-na, alterando aestrutura do solo
Turbadores Minhocas e microartrópodes
Libertam os nutrientes imobilizados (NH4+)
Controlam os patogénicos das plantasEstimulam e controlam a actividade das populaçõesfúngicas e bacterianas
Herbívoros de bactérias e fungos Nemátodos, protozoários e microartrópodes
Inibem o crescimento das plantas.Consomem ou infectam raízesParasitam nemátodos ou insectos sendo veículos dedoenças
Patogénicos Bactérias, fungos,Parasitas Nemátodes, artrópodes
Promovem o crescimento das plantas (N, P)Protegem as plantas dos patogénicos
Mutualistas Bactérias e fungos
Imobilizam os nutrientesSintetizam novos compostos orgânicosProduzem compostos que ajudam a estruturar o soloResponsáveis pelo ciclo biogeoquímico dos nutrientesCompetem ou inibem os organismos patogénicos
Decompositores Bactérias e fungos
Captam a energia e fixam CO2
Adicionam matéria orgânica ao soloFotossintéticos Plantas, algas e bactérias
20 de ?Microbiologia do Ambiente, 2006MA Martins-Loução, 2006
Microbiologia do Ambiente
Como se distribuem os organismos do solo ?
21 de ?Microbiologia do Ambiente, 2006MA Martins-Loução, 2006
Microbiologia do Ambiente
Onde se concentram os organismos do solo ?
Raízes - rizosfera
Folhada
Humus
Agregados do solo
22 de ?Microbiologia do Ambiente, 2006MA Martins-Loução, 2006
Microbiologia do Ambiente
Quando se encontram activos ?
23 de ?Microbiologia do Ambiente, 2006MA Martins-Loução, 2006
Microbiologia do Ambiente
Como variam as cadeias tróficasnos ecossistemas ?
24 de ?Microbiologia do Ambiente, 2006MA Martins-Loução, 2006
Microbiologia do Ambiente
Nº de organismos /g solo em diferentes ecossistemas
10 - 50 /30 cm2 emflorestas decíduas e poucasem coníferas
10 - 50 /30 cm2. Zonasáridas ou semiáridas podemnão ter nenhumas
5 - 30 / 30 cm2. Mais empresença de maior matériaorgânica
Minhocas
10 000 - 25 000/ 30 cm2500 - 2000 /30 cm2> 100 /30 cm2Artrópodes
> 100 herbívoros debactérias e fungos. Muitospredadores
10 - 10010 - 20 herbívoros debactérias, poucos de fungos.Poucos predadores.
Nemátodes
Vários centenas de milharde amibas, poucosflagelados
Vários milhares deflagelados e amibas, 1 avárias centenas de ciliados
Vários milhares de flageladose amibas, 1 a várias centenasde ciliados
Protozoários
Várias centenas de metrosDominado por ECM
10 - 100 metrosDominado por AM
Vários metrosDominado por AM
Fungos
100 milhões a mil milhões100 milhões a mil milhões100 milhões a mil milhõesBacterias
Solos Agrícolas Solos Pradarias Solos Florestais
25 de ?Microbiologia do Ambiente, 2006MA Martins-Loução, 2006
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
26 de ?Microbiologia do Ambiente, 2006MA Martins-Loução, 2006
Microbiologia do Ambiente
Complexidade das cadeias tróficas
27 de ?Microbiologia do Ambiente, 2006MA Martins-Loução, 2006
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
28 de ?Microbiologia do Ambiente, 2006MA Martins-Loução, 2006
Microbiologia do Ambiente
Referências
http://www.oznet.ksu.edu/pr_sme/http://www.ucc.ie/impact/agrisf.htmlhttp://www.microbes.info/resources/Environmental_Microbiology/Plant_Microbiology/index.h
tmlSharma, PD. (2005). Environmental Microbiology. Alpha Science Int.
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