Aula3BS 2 2018

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Biologia do solo 
Alessandra Monteiro de Paula 
Rizosfera 
Hiltner, L. (1904) – Interface da raiz de uma planta e o 
solo; 
 área em torno de uma raiz, habitada por uma 
comunidade microbiana que é influenciada por 
compostos químicos liberados pela planta. 
Representação da 
rizosfera 
Em função da presença de 
nutrientes e carbono liberado 
fixado pela fotossíntese e 
liberado pelas raízes das 
plantas, a população de 
microrganismos nas 
proximidades das raízes é 
cerca de 1000 a 10000 vezes 
maior que no solo 
adjacente!!! 
EFEITO RIZOSFÉRICO 
Comunidade Rizosfera 
(log UFC/g) 
Solo 
(log UFC/g) 
Relação R/S 
Grupo taxonômico 
 Bactérias 
 Actinomicetos 
 Fungos 
 Protozoários 
 Microalgas 
 Grupo funcional 
 Amonificantes 
 Anaeróbios produtores de gás 
 Anaeróbios 
 Desnitrificadores 
 Celulolíticos aeróbios 
 Celulolíticos anaeróbios 
 Formadores de esporos 
 
9,08 
7,66 
6,08 
3,38 
3,70 
 
8,70 
5,59 
7,08 
8,10 
5,85 
3,95 
5,97 
 
7,70 
6,85 
5,00 
3,00 
4,43 
 
6,60 
4,48 
6,78 
5,00 
5,00 
3,48 
5,76 
 
24,0 
6,6 
12,0 
2,4 
0,2 
 
 125,0 
13,0 
2,0 
1260,0 
7,0 
3,0 
1,6 
A relação rizosfera/solo (R/S) 
SOLO 
NÃO-RIZOSFÉRICO 
SOLO 
RIZOSFÉRICO 
Principais componentes da 
rizosfera 
• Exsudatos: compostos com grande diversidade 
química, baixa massa molecular, solúveis em água 
• Secreções: compostos liberados com gasto 
energético 
• Mucilagens: polissacarídeos ácidos, secretados por 
plantas e microrganismos rizosféricos 
• Mucigel: material de natureza complexa entre raiz e 
solo, composta de colóides minerais e orgânicos, 
células bacterianas e seus produtos metabólicos 
• Lisados: compostos resultante da lise das células 
epidérmicas radiculares 
Características da rizosfera 
Características da rizosfera 
• pH: (até 2 unidades menor que no solo 
adjacente) depende da extrusão de H+ e HCO3
-, 
exsudatos radiculares, absorção de nutrientes, 
fixação biológica de nitrogênio 
• Pressão parcial de O2 e CO2: depende da 
respiração das raízes e microbiota 
• Potencial hídrico: depende do gradiente entre 
folhas e raízes, déficit hídrico nas proximidades 
das raízes 
Microrganismos rizosféricos e a 
disponibilidade de nutrientes 
• Solubilização de fosfato (PO4
-3) 
• Síntese de compostos orgânicos quelantes de 
metais 
• Redução de sulfatos (SO4
-2), Fe e Mn 
• Imobilização temporária de nutrientes 
• Fixação biológica de nitrogênio 
• Nitrificação e desnitrificação 
• Mineralização da matéria orgânica do solo 
 
 
 
 
Efeitos não-nutricionais dos 
microrganismos rizosféricos 
• Produção de substâncias reguladoras de 
crescimento de plantas (auxinas, giberelinas, 
citocininas, etileno e ácido abcísico) 
 
• Produção de substâncias alelopáticas que 
inibem ou estimulam microrganismos 
 
• Controle de Patógenos 
 
 
 
 
Rizobactérias promotoras do crescimento 
de plantas (RPCP) 
• Vivem na rizosfera sem estabelecer relações 
simbióticas com as plantas 
• Produzem substâncias promotoras de 
crescimento vegetal 
• Interferem na nutrição das plantas 
• Controlam patógenos (sideróforos, HCN, 
antibióticos, competição) 
 
 
 
Rizobactérias promotoras do crescimento 
de plantas (RPCP) 
• Principais gêneros: 
 
 - Pseudomonas; 
 
 - Bacillus; 
 
 - Azospirillum; 
 
 - Streptomyces; 
 
 
 
 Fixação Biológica de N 
 
Efeitos associados de Azospirillum braziliense, produção de 
fitohormônios e efeitos na morfologia das raízes. 
 
Azotobacter Azospirillum Pseudomonas 
Biofertilização 
 
• Ácidos orgânicos e enzimas 
• Azotobacter crocoorum, Bacillus, Enterobacter 
Solubilização de fosfatos 
a 
Citocinina 
Giberelina 
Produção de fitohormônios 
Ferrioxiamina Enterobactina 
Produção de sideróforos 
Moléculas eficazes na retenção e complexação de metais 
Sideróforos 
Compostos orgânicos de origem microbiana: 
Inicialmente descritos como compostos capazes de se ligar 
ao Ferro e alterando sua biodisponibilidade para plantas e 
outros microrganismos, atualmente representa compostos 
capazes de se ligar a metais de baixa solubilidade (Fe, Mn, Pb, 
Cd, Cu e Hg) 
 
A redução da disponibilidade de Fe pela produção de 
sideróforos por rizobactérias auxilia no controle de patógenos 
Produção de substâncias alelopáticas 
Compostos aleloquímicos: 
“aquele que promove qualquer efeito direto ou indireto danoso 
ou benéfico que uma planta (incluindo microrganismos) exerce 
sobre outra pela produção de compostos químicos liberados no 
ambiente” 
 
Microrganismos também produzem substâncias 
aleloquímicas 
Biocontrole ou controle biológico 
Definição: 
“uso de inimigos naturais no controle de insetos-praga de 
culturas agrícolas” - inicialmente definido por Smith (1919) 
Atualmente, biocontrole ou controle biológico: 
 uso de um organismo, ou organismos, inimigos naturais, na 
regulação de uma população animal ou vegetal, sendo 
considerado então uma forma de manejo de populações. 
Fonte: PORTAL EDUCAÇÃO 
Produção de substâncias alelopáticas 
Exemplos de metabólitos de microrganismos antagonistas usados 
no controle biológico doenças vegetais (Alabouvette et. al, 1996): 
Metabólito 
Organismo 
antagonista 
Patógeno Doença 
Agrocin 84/ 
Agrocin 434 
Agrobacterium 
radiobacter 
Agrobacterium 
tumefaciens 
Galhas 
 
Alkyl pironas 
Trichoderma 
harzianum 
Rhizoctonia solani “Damping-off“ 
Pseudobactina 
Pioverdina 
Pseudomonas 
fluorescens B10 
Fusarium 
oxysporum 
Murcha por 
fusarium 
Dificuldades e limitações da aplicação 
biotecnológica na agricultura 
 
• Fatores desfavoráveis do ambiente; 
 
• A mesma espécie vegetal pode estimular comunidades 
microbianas diversas entre um local e outro; 
 
• Complexidade das interações envolvidas. 
 
Possíveis alternativas: 
 
• Introduzir o microrganismo benéfico o mais cedo possível; 
•Habilidade das bactérias em sobreviver em grandes números no 
solo. 
 
Dificuldades e limitações da aplicação 
biotecnológica na agricultura 
 
• Lançado comercialmente em 2005 (Grupo BioSoja – Brasil); 
 
• Aumenta o enraizamento e o crescimento de plantas; 
 
• Proteção contra patógenos; 
 
• É comercializado em formulação líquida – Bacillus subtilis; 
 
• Não apresenta efeitos tóxicos para o ser humano e não causa 
danos ao ambiente. 
 
Uso comercial das RPCPs 
 
• O produto pode ser aplicado durante o preparo do substrato, 
veiculado na água utilizada para umedecimento, na proporção de 1 
mL por 50 cm3 de substrato; 
 
• Garantia mínima de concentração de 108 ufc da rizobactéria 
especificada/ml no final da validade do produto. 
 
 
 
Uso comercial das RPCPs 
Rizolyptus 
Efeito do Rizolyptus no crescimento do sistema radicular. 
Foto: Equipe Prof. Acelino Couto Alfenas 
Uso comercial das RPCPs 
Rizolyptus 
Efeito do Rizolyptus no crescimento de mudas no campo. 
Foto: Equipe Prof. Acelino Couto Alfenas 
Uso comercial das RPCPs 
Fungos da rizosfera 
 Fungos Micorrízicos Arbusculares (FMA) e Ectomicorrízicos 
 - Importantes para a absorção de nutrientes pouco móveis (P e 
micronutrientes metálicos como Zn) 
Trichoderma 
 - Destaque no biocontrole , vários produtos comerciais 
Aspergillus e Penicillium- Destaque na solubilização de fosfatos e fitatos (fontes de P) 
Produtos a base de trichoderma 
Trichoderma 
- É um fungo de solo, especialmente em solos com matéria 
orgânica 
- Uso como agente de biocontrole há mais de 200 anos 
- Biorreguladores e antagonistas de vários fitopatógenos: 
 Rizoctonia solani, Fusarium oxysporum, Sclerotium rolfsii, 
Sclerotinia spp., dentre outros 
- Outros usos biotecnológicos (produção de enzimas, 
biocombustíveis, etc) 
Trichoderma – mecanismos de ação 
- Fungistalsia: sobrevivem ao efeito fungistático do solo, como a 
presença de fungicidas, inseticidas e outros compostos tóxicos 
- Competição por nutrientes: capazes de mobilizar nutrientes de 
forma eficiente em comparação aos demais microrganismos 
- Antibiose: produção de metabólitos com ação antimicrobiana 
- Micopredatismo: linhagens capazes de expressar enzimas que 
degradam a parede celular de outros fungos 
- Biofertilização: Capacidade de colonizar a rizosfera e acidificar o 
meio contribuindo para disponibilização de nutrientes 
 
Aspergillus e Penicillium 
- Espécies bem distribuídas na maioria dos solos 
- Principal mecanismo de ação é pela produção de ácidos 
orgânicos 
- Aspergillus niger: espécie mais estudada quanto ao 
potencial de solubilização de fosfatos naturais de rocha 
- Não há produtos comerciais disponíveis 
Aspergillus niger 
Penicillium bilaiae 
Atividade (em no máximo 15 linhas) 
Uma das principais características do solo que produz um bom 
funcionamento do sistema rizosférico está ligado à diversidade 
biológica que este hospeda. Frente a isso, como podemos 
auxiliar na solução de um problema encontrado por um 
agricultor que verificou que todas as plantas cultivadas em uma 
determinada área tendem a atrair em suas raízes organismos 
oportunistas? 
Este fato é relatado pelo produtor como alta ocorrência de 
nematoides e alta incidência de doenças de raiz. O que pode ser 
feito para que este produtor explore melhor a capacidade da 
planta em recrutar organismos protetores na região próxima a 
suas raízes?