Microbiota do Solo e Qualidade Ambiental

317 Pages·2008·3.51 MB·English

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Governo do Estado de São Paulo
Secretaria de Agricultura e Abastecimento
Agência Paulista de Tecnologia dos Agronegócios
Instituto Agronômico
Microbiota do Solo
e Qualidade Ambiental
EEEEEdddddiiiiitttttooooorrrrraaaaasssss
Adriana Parada Dias da SSSSSIIIIILLLLLVVVVVEEEEEIIIIIRRRRRAAAAA
Sueli dos Santos FFFFFRRRRREEEEEIIIIITTTTTAAAAASSSSS
Instituto Agronômico
Campinas (SP), 2007
Ficha elaborada pelo Núcleo de Informação e Documentação do Instituto Agronômico
M415 Microbiota do solo e qualidade ambiental/editoras Adriana Parada
Dias da Silveira; Sueli dos Santos Freitas. Campinas: Instituto
Agronômico, 2007.
312 p.: il.
ISBN: 978-85-85564-14-8
Publicação online
1. Microbiota do Solo 2. Qualidade Ambiental. I. Silveira, Adriana
Parada Dias da II. Freitas, Sueli dos Santos III. Campinas. Instituto
Agronômico IV. Título
CDD 631.4
A eventual citação de produtos e marcas comerciais não expressa,
necessariamente, recomendações do seu uso pela Instituição.
É permitida a reprodução, desde que citada a fonte.
CCCCCooooommmmmiiiiitttttêêêêê EEEEEdddddiiiiitttttooooorrrrriiiiiaaaaalllll dddddooooo IIIIInnnnnssssstttttiiiiitttttuuuuutttttooooo AAAAAgggggrrrrrooooonnnnnôôôôômmmmmiiiiicccccooooo
Oliveiro Guerreiro Filho
Ricardo Marques Coellho
Cecília Alzira Ferreira Pinto Maglio
EEEEEqqqqquuuuuiiiiipppppeeeee pppppaaaaarrrrrtttttiiiiiccccciiiiipppppaaaaannnnnttttteeeee dddddeeeeessssstttttaaaaa pppppuuuuubbbbbllllliiiiicccccaaaaaçççççãããããooooo
CCCCCoooooooooorrrrrdddddeeeeennnnnaaaaaçççççãããããooooo dddddaaaaa eeeeedddddiiiiitttttooooorrrrraaaaaçççççãããããooooo::::: Marilza Ribeiro Alves de Souza
RRRRReeeeevvvvviiiiisssssãããããooooo dddddeeeee vvvvveeeeerrrrrnnnnnááááácccccuuuuulllllooooo::::: Maria Angela Manzi da Silva
PPPPPrrrrrooooojjjjjeeeeetttttooooo gggggrrrrráááááfffffiiiiicccccooooo::::: Adriano Reducino
EEEEEdddddiiiiitttttooooorrrrraaaaaçççççãããããooooo eeeeellllleeeeetttttrrrrrôôôôônnnnniiiiicccccaaaaa eeeee cccccrrrrriiiiiaaaaaçççççãããããooooo dddddaaaaa cccccaaaaapppppaaaaa::::: Adriano Reducino
OOOOO cccccooooonnnnnttttteeeeeúúúúúdddddooooo dddddooooo ttttteeeeexxxxxtttttooooo ééééé dddddeeeee iiiiinnnnnttttteeeeeiiiiirrrrraaaaa
rrrrreeeeessssspppppooooonnnnnsssssaaaaabbbbbiiiiillllliiiiidddddaaaaadddddeeeee dddddooooosssss aaaaauuuuutttttooooorrrrreeeeesssss.....
IIIIInnnnnssssstttttiiiiitttttuuuuutttttooooo AAAAAgggggrrrrrooooonnnnnôôôôômmmmmiiiiicccccooooo
Centro de Comunicação e Transferência do Conhecimento
Caixa Postal 28
13012-970 Campinas (SP) - Brasil
Fone: (19) 3231-5422 (PABX)
Fax: [phone]
wwwwwwwwwwwwwww.....iiiiiaaaaaccccc.....sssssppppp.....gggggooooovvvvv.....bbbbbrrrrr
AAAAAppppprrrrreeeeessssseeeeennnnntttttaaaaaçççççãããããooooo
Falar da relevância da biota do solo para o ecossistema é redundância. As
funções da biota envolvem desde a preservação de água até o seqüestro de substâncias
tóxicas, com reflexos para o ambiente, as culturas, os negócios, enfim, para a sociedade.
A relação entre a microbiota e a qualidade ambiental é extremamente estreita, com
especial atenção para as contaminações de diversas origens, dentre elas as causadas
por metais pesados. Utilizar a Microbiologia como ferramenta para avaliar a qualidade
de solo é fundamental no caminho da sustentabilidade ambiental agrícola. Há muito,
estudos vêm sendo desenvolvidos por renomados pesquisadores de diversas instituições
de pesquisa, na reunião de excelências e competências nesse sentido. Esta obra, que
se consuma pelo esforço de “discípulos” da Dra. Elke Jurandy Bran Nogueira Cardoso,
que acaba sendo uma justa homenagem dos formados a sua formadora, traz
conhecimentos valiosos, que sob a batuta da ilustre professora da Escola Superior de
Agricultura “Luiz de Queiroz” (Esalq-USP) certamente trarão grandes contribuições a
estudiosos e profissionais da área de solos.
As pesquisadoras do Instituto Agronômico (IAC-APTA), da Secretaria de
Agricultura e Abastecimento, Dra Adriana Parada Dias da Silveira e Dra Sueli dos
Santos Freitas, coordenaram e uniram-se a outros especialistas de solos para, com
apoio do IAC, transferir informações aos demais elos que compõem a cadeia do
agronegócio. Com essa obra, a transferência de tecnologia ganha reforço por
disponibilizar na internet conteúdo da maior relevância, na área essencial que envolve
os principais tópicos da Microbiologia do solo.
Diante das necessidades de poupar recursos naturais, reduzir custos econômicos
e minimizar impactos ambientais, informações que abordem soluções para amenizar
as fontes finitas usadas na agricultura são indispensáveis. Que esse e-book seja um
estímulo para profissionais de outras áreas de conhecimentos debruçarem-se em torno
das demandas do agronegócio não apenas para gerar informações, mas sobretudo
para torná-las acessíveis aos que delas precisam para trabalhar.
Pioneiro em pesquisas com solos, o IAC sente-se honrado em participar dessa
obra que se destaca pela excelência do conteúdo e por democratizar o saber. No ano
em completa seu 120º aniversário, o IAC segue se modernizando, apoiando a chegada
da ciência aos usuários e parabenizando a todos que contribuíram para a concretização
do e-book “Microbiota do Solo e Qualidade Ambiental”.
Orlando Melo de Castro
Diretor-Geral do Instituto Agronômico
PPPPPrrrrreeeeefffffáááááccccciiiiiooooo
Os microrganismos têm sido cada vez mais associados à qualidade ambiental,
tanto por seu papel fundamental na manutenção dos ecossistemas como por sua
sensibilidade a variações nos muitos fatores que compõem os ambientes. Por isso as
editoras orgulham-se em trazer a lume este livro, composto por temas dedicados à
correlação da microbiota com a qualidade dos sistemas que habita. Em que pese
sua importância, ainda há necessidade de textos em língua portuguesa que tornem o
assunto acessível a estudantes e profissionais da área.
Dentro dessa proposta - e em consonância com os novos tempos da
comunicação - está publicado inteiramente por meio eletrônico, totalmente disponível
ao público interessado. Para isso, contamos com o incondicional apoio do Instituto
Agronômico, que nos deu todas as facilidades para que o projeto chegasse a bom
termo. Vale lembrar que, neste ano de 2007, o IAC completou 120 anos de fundação:
é uma instituição mais que centenária que abraça diariamente a modernidade, com o
alvo principal centrado na qualidade agrícola e ambiental!
Talvez não seja do conhecimento dos leitores, mas todos os autores foram
orientados da Dra. Elke Jurandy Bran Nogueira Cardoso, professora titular da Escola
Superior de Agricultura “Luiz de Queiroz” da USP, em Piracicaba, onde leciona desde
1972. Nesse período a Professora Elke criou escola em Microbiologia Agrícola,
formando inúmeros profissionais que a ela devem os primeiros passos no mundo da
Ciência. É a ela que queremos homenagear dedicando este livro.
Adriana Parada Dias da Silveira (IAC)
Sueli dos Santos Freitas (IAC)
SSSSSuuuuummmmmááááárrrrriiiiiooooo
página
Parte I
Aspectos Biotecnológicos
CCCCCaaaaapppppííííítttttuuuuulllllooooo 11111
RRRRRiiiiizzzzzooooobbbbbaaaaaccccctttttééééérrrrriiiiiaaaaasssss PPPPPrrrrrooooommmmmoooootttttooooorrrrraaaaasssss dddddooooo CCCCCrrrrreeeeesssssccccciiiiimmmmmeeeeennnnntttttooooo dddddeeeee PPPPPlllllaaaaannnnntttttaaaaasssss
Sueli dos Santos Freitas............................................................................... 1
CCCCCaaaaapppppííííítttttuuuuulllllooooo 22222
AAAAA MMMMMiiiiicccccrrrrrooooobbbbbiiiiioooootttttaaaaa dddddooooo SSSSSooooolllllooooo nnnnnaaaaa AAAAAgggggrrrrriiiiicccccuuuuullllltttttuuuuurrrrraaaaa OOOOOrrrrrgggggââââânnnnniiiiicccccaaaaa eeeee nnnnnooooo MMMMMaaaaannnnneeeeejjjjjooooo dddddaaaaasssss CCCCCuuuuullllltttttuuuuurrrrraaaaasssss
Faustino Andreola e Silvana Aparecida Pavan Fernandes.............................. 21
CCCCCaaaaapppppííííítttttuuuuulllllooooo 33333
MMMMMiiiiicccccooooorrrrrrrrrriiiiizzzzzaaaaasssss AAAAArrrrrbbbbbuuuuussssscccccuuuuulllllaaaaarrrrreeeeesssss eeeeemmmmm PPPPPlllllaaaaannnnntttttaaaaasssss TTTTTrrrrrooooopppppiiiiicccccaaaaaiiiiisssss::::: CCCCCaaaaafffffééééé,,,,, MMMMMaaaaannnnndddddiiiiiooooocccccaaaaa eeeee CCCCCaaaaannnnnaaaaa-----dddddeeeee-----AAAAAçççççúúúúúcccccaaaaarrrrr
Arnaldo Colozzi Filho e Marco Antonio Nogueira ........................................ 39
CCCCCaaaaapppppííííítttttuuuuulllllooooo 44444
MMMMMiiiiicccccooooorrrrrrrrrriiiiizzzzzaaaaasssss AAAAArrrrrbbbbbuuuuussssscccccuuuuulllllaaaaarrrrreeeeesssss eeeeemmmmm PPPPPlllllaaaaannnnntttttaaaaasssss FFFFFrrrrruuuuutttttííííífffffeeeeerrrrraaaaasssss TTTTTrrrrrooooopppppiiiiicccccaaaaaiiiiisssss
Adriana Parada Dias Da Silveira e Vânia Felipe Freire Gomes....................... 57
CCCCCaaaaapppppííííítttttuuuuulllllooooo 55555
AAAAA RRRRRiiiiizzzzzooooosssssfffffeeeeerrrrraaaaa eeeee ssssseeeeeuuuuusssss EEEEEfffffeeeeeiiiiitttttooooosssss nnnnnaaaaa CCCCCooooommmmmuuuuunnnnniiiiidddddaaaaadddddeeeee MMMMMiiiiicccccrrrrrooooobbbbbiiiiiaaaaannnnnaaaaa
eeeee nnnnnaaaaa NNNNNuuuuutttttrrrrriiiiiçççççãããããooooo dddddeeeee PPPPPlllllaaaaannnnntttttaaaaasssss
Elke Jurandy Bran Nogueira Cardoso e Marco Antonio Nogueira.................. 79
CCCCCaaaaapppppííííítttttuuuuulllllooooo 66666
BBBBBaaaaaccccctttttééééérrrrriiiiiaaaaasssss DDDDDiiiiiaaaaazzzzzoooootttttrrrrróóóóófffffiiiiicccccaaaaasssss AAAAAssssssssssoooooccccciiiiiaaaaadddddaaaaasssss aaaaa PPPPPlllllaaaaannnnntttttaaaaasssss NNNNNãããããooooo-----LLLLLeeeeeggggguuuuummmmmiiiiinnnnnooooosssssaaaaasssss
Valéria Marino Rodrigues Sala, Adriana Parada Dias da Silveira e
Elke Jurandy Bran Nogueira Cardoso.......................................................... 97
Parte II
Contribuição dos Métodos Moleculares
aos Estudos da Microbiota do Solo
CCCCCaaaaapppppííííítttttuuuuulllllooooo 77777
BBBBBiiiiiooooolllllooooogggggiiiiiaaaaa MMMMMooooollllleeeeecccccuuuuulllllaaaaarrrrr dddddooooo DDDDDeeeeessssseeeeennnnnvvvvvooooolllllvvvvviiiiimmmmmeeeeennnnntttttooooo dddddeeeee MMMMMiiiiicccccooooorrrrrrrrrriiiiizzzzzaaaaasssss AAAAArrrrrbbbbbuuuuussssscccccuuuuulllllaaaaarrrrreeeeesssss
Marcio Rodrigues Lambais ......................................................................... 117
CCCCCaaaaapppppííííítttttuuuuulllllooooo 88888
EEEEEmmmmmppppprrrrreeeeegggggooooo dddddeeeee TTTTTééééécccccnnnnniiiiicccccaaaaasssss MMMMMooooollllleeeeecccccuuuuulllllaaaaarrrrreeeeesssss nnnnnaaaaa TTTTTaaaaaxxxxxooooonnnnnooooommmmmiiiiiaaaaa eeeee eeeeemmmmm EEEEEssssstttttuuuuudddddooooosssss SSSSSooooobbbbbrrrrreeeee
EEEEEcccccooooolllllooooogggggiiiiiaaaaa eeeee DDDDDiiiiivvvvveeeeerrrrrsssssiiiiidddddaaaaadddddeeeee dddddeeeee FFFFFuuuuunnnnngggggooooosssss MMMMMiiiiicccccooooorrrrrrrrrrííííízzzzziiiiicccccooooosssss AAAAArrrrrbbbbbuuuuussssscccccuuuuulllllaaaaarrrrreeeeesssss
Milene Moreira da Silva e Arnaldo Colozzi Filho .......................................... 127
CCCCCaaaaapppppííííítttttuuuuulllllooooo 99999
BBBBBiiiiiooooolllllooooogggggiiiiiaaaaa MMMMMooooollllleeeeecccccuuuuulllllaaaaarrrrr dddddaaaaa FFFFFiiiiixxxxxaaaaaçççççãããããooooo BBBBBiiiiiooooolllllóóóóógggggiiiiicccccaaaaa dddddooooo NNNNNiiiiitttttrrrrrooooogggggêêêêênnnnniiiiiooooo
Lucia Vieira Hoffmann................................................................................ 153
CCCCCaaaaapppppííííítttttuuuuulllllooooo 1111100000
DDDDDiiiiivvvvveeeeerrrrrsssssiiiiidddddaaaaadddddeeeee eeeee TTTTTaaaaaxxxxxooooonnnnnooooommmmmiiiiiaaaaa dddddeeeee RRRRRiiiiizzzzzóóóóóbbbbbiiiiiooooo
Rosana Faria Vieira.................................................................................... 165
Parte III
Atuação da Microbiota do Solo em Situações
de Estresse
CCCCCaaaaapppppííííítttttuuuuulllllooooo 1111111111
QQQQQuuuuuaaaaannnnntttttiiiiifffffiiiiicccccaaaaaçççççãããããooooo MMMMMiiiiicccccrrrrrooooobbbbbiiiiiaaaaannnnnaaaaa dddddaaaaa QQQQQuuuuuaaaaallllliiiiidddddaaaaadddddeeeee dddddooooo SSSSSooooolllllooooo
Rogério Melloni......................................................................................... 193
CCCCCaaaaapppppííííítttttuuuuulllllooooo 1111122222
MMMMMiiiiicccccooooorrrrrrrrrriiiiizzzzzaaaaasssss AAAAArrrrrbbbbbuuuuussssscccccuuuuulllllaaaaarrrrreeeeesssss eeeee MMMMMeeeeetttttaaaaaiiiiisssss PPPPPeeeeesssssaaaaadddddooooosssss
Marco Antonio Nogueira............................................................................ 219
CCCCCaaaaapppppííííítttttuuuuulllllooooo 1111133333
IIIIInnnnnttttteeeeerrrrraaaaaçççççõõõõõeeeeesssss MMMMMiiiiicccccrrrrrooooobbbbbiiiiiaaaaannnnnaaaaasssss eeeee CCCCCooooonnnnntttttrrrrrooooollllleeeee dddddeeeee FFFFFiiiiitttttooooopppppaaaaatttttóóóóógggggeeeeennnnnooooosssss nnnnnaaaaa RRRRRiiiiizzzzzooooosssssfffffeeeeerrrrraaaaa
Júlio Alves Cardoso Filho e Marli Teixeira de Almeida Minhoni ..................... 239
CCCCCaaaaapppppííííítttttuuuuulllllooooo 1111144444
MMMMMiiiiicccccrrrrrooooobbbbbiiiiioooootttttaaaaa dddddooooo SSSSSooooolllllooooo cccccooooommmmmooooo IIIIInnnnndddddiiiiicccccaaaaadddddooooorrrrraaaaa dddddaaaaa PPPPPooooollllluuuuuiiiiiçççççãããããooooo dddddooooo SSSSSooooolllllooooo eeeee dddddooooo AAAAAmmmmmbbbbbiiiiieeeeennnnnttttteeeee
Paulo Fortes Neto, Silvana Aparecida Pavan Fernandes
e Marcelo Cabral Jahnel............................................................................ 259
CCCCCaaaaapppppííííítttttuuuuulllllooooo 1111155555
UUUUUsssssooooo dddddeeeee RRRRReeeeesssssíííííddddduuuuuooooosssss nnnnnaaaaa AAAAAgggggrrrrriiiiicccccuuuuullllltttttuuuuurrrrraaaaa eeeee QQQQQuuuuuaaaaallllliiiiidddddaaaaadddddeeeee AAAAAmmmmmbbbbbiiiiieeeeennnnntttttaaaaalllll
Wanderley José de Melo............................................................................ 275
Parte IV
Qualidade Da Água
CCCCCaaaaapppppííííítttttuuuuulllllooooo 1111166666
IIIIInnnnndddddiiiiicccccaaaaadddddooooorrrrreeeeesssss MMMMMiiiiicccccrrrrrooooobbbbbiiiiiooooolllllóóóóógggggiiiiicccccooooosssss eeeee PPPPPaaaaadddddrrrrrõõõõõeeeeesssss dddddeeeee QQQQQuuuuuaaaaallllliiiiidddddaaaaadddddeeeee dddddaaaaa ÁÁÁÁÁggggguuuuuaaaaa
Suely Martinelli .......................................................................................... 299
Rizobactérias promotoras
do crescimento de plantas
Capítulo 1
Rizobactérias Promotoras
do Crescimento de Plantas
Sueli dos Santos FFFFFRRRRREEEEEIIIIITTTTTAAAAASSSSS (1)
11111..... IIIIInnnnntttttrrrrroooooddddduuuuuçççççãããããooooo
As rizobactérias promotoras do crescimento de plantas (RPCPs) constituem um
grupo muito amplo de microrganismos, uma vez que sob essa designação incluem-se
quaisquer bactérias que vivam na rizosfera e afetem beneficamente o crescimento de
uma ou mais espécies vegetais. Convencionalmente, entretanto, não têm sido aí
incluídos os rizóbios enquanto fixadores de nitrogênio, atividade que, embora benéfica
ao desenvolvimento vegetal, resulta de uma relação simbiótica com as leguminosas,
interação que não é considerada para as RPCPs. Já houve sugestões de alteração na
denominação dada, de forma genérica, a essas bactérias, alterando-a para BPCP
(Bashan & Holguin, 1998), pela substituição do termo “rizobactérias” por “bactérias”.
Isso poderia facilitar a nomenclatura, mas nem sempre mudanças são aceitas
prontamente pela comunidade científica.
Embora a expressão “plant growth-promoting rhizobacteria (PGPR)” tenha sido
proposta por Kloepper & Schroth (1978), o interesse dos pesquisadores ocidentais
pelas inúmeras formas de benefício que bactérias podem exercer já havia sido
despertado em meados do século XX.
A antiga União Soviética vinha trabalhando com bactérias benéficas nas raízes
de plantas havia vários anos. Pelas características do regime político de então, pouco
se sabia, além de suas fronteiras, sobre os trabalhos que vinham sendo desenvolvidos.
No entanto, um pesquisador inglês, da Estação Experimental de Rothamsted, teve
autorização para efetuar visitas a laboratórios e estações experimentais soviéticos,
cobrindo vasta área de seu território, e publicou o relato de suas observações na
revista Soils & Fertilizers (Cooper, 1959). Segundo ele, havia mais de dez milhões de
hectares recebendo a inoculação de microrganismos não simbióticos, com alguns
resultados verdadeiramente espetaculares.
(1) Pesquisadora, Instituto Agronômico, Centro de Solos e Recursos Ambientais, Caixa Postal – 28, CEP - 13001-
970, Campinas, SP. E-mail: [email protected]
1