1. [1.500] (IP:

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1 1. [1.500] (IP: :00:40 20:43:53 43: ) Discuta como o ambiente pode afetar o coeficiente K, ou seja, o tempo de renovação da serrapilheira. A serrapilheira ou resteva é formada acúmulo de matéria orgânica na superfície do solo, proveniente principalmente da queda de material morto do dossel e também de restos culturais, portanto a vegetação é a principal responsável pela deposição de MO no solo. O tempo de renovação da serrapilheira ou coeficiente K sofre grande influencia das condições ambientais. Em regiões tropicais onde as condições de temperatura e umidade são mais elevadas e maiores índices de precipitação pluviométrica observa-se uma maior velocidade na renovação da serrapilheira, pois estas condições são favoráveis tanto para o crescimento vegetal e consequentemente uma maior deposição de MO no solo, como para o desenvolvimento de microorganismos que irão atuar na decomposição do material depositado, nestes ambientes os valores de K são superiores a 1, indicando a constante renovação da serrapilheira. Por outro lado, em regiões de clima temperado, onde as condições de temperatura e umidade são mais baixas a renovação se dá de forma mais lenta, devido as condições serem desfavoráveis ao desenvolvimento vegetal e microbiológico, portanto esse material tende a se acumular na superfície do solo, formando os chamados mantos florestais, pois a decomposição é menos eficiente, portanto nessas condições os valores de K são inferiores a 1, podendo chegar a 0,1 em florestas de coníferas. Além disso, o tipo de vegetação influencia diretamente na qualidade da MO depositada, assim como sua capacidade de ser processada pelos microorganismos. Materiais ricos em lignina são mais difíceis de serem decompostos, por isso o teor desse componente pode chegar a 45% no solo. realmente o ambiente afeta muito o K, mas você passou muito mais tempo discutindo outros aspectos, tais como o fornecimento de material do que o K propriamente dito 2. [2.000] (IP: :01:13 20:44:39 43: ) Discuta a figura 5.21 e suas implicações na disponibilidade de nutrientes, e no uso de adubação verde. De acordo com a figura 5.21 a decomposição e a mineralização da matéria orgânica no solo é um processo dinâmico realizado por microorganismos e estimulada pela disponibilidade de nutrientes no solo. O que se pode observar é que o aumento de um resíduo orgânico em um solo que se encontrava em equilíbrio, provoca o estimulo no crescimento da população microbiana, devido ao aumento da concentração de C- oxidável, e consequentemente o aumento da demanda por nutrientes por esses microorganismos. Com o aumento da população microbiana ocorre uma elevação na taxa de respiração do solo, portanto o CO2 é liberado, além disso, os microorganismos absorvem nutrientes minerais como NO3-, visando atender as suas exigências nutricionais, tornando esses nutrientes imobilizados em sua biomassa. Entretanto, a disponibilidade de N no solo irá depender também da relação C:N do material adicionado. A medida que a taxa de liberação de CO2 aumenta, a concentração de C diminui e a de N aumenta, pois está imobilizado na biomassa microbiana, causando uma redução na relação C:N. Quando a relação C:N estiver abaixo de 20 ocorre uma queda na atividade microbiana e o NO3- que estava imobilizado em sua biomassa, torna-se disponível no solo, devido ao aumento da mineralização liquida do N. O uso de adubação verde eleva a mineralização do N, isso ocorre devido ao chamado efeito priming que é a aceleração da mineralização que ocorre naturalmente causada por gatilho que limita a atividade dos microorganismos, no entanto esse efeito pode ser negativo temporário por causa da imobilização do N, devido a alta demanda desse nutriente pelos microorganismos ok 3. [2.000] (IP: :01:41 22:52:30 50: ) Resuma e discuta o artigo desta semana de modo a permitir um bom entendimento do mesmo por um leitor que não o leia. O artigo Enhancing soil carbon storage for carbon remediation: potential contributions and constraints by microbes expõe a problemática da emissão de gases para a atmosfera que tem contribuído para o aumento do aquecimento global, principalmente a emissão de CO2 pelo homem. Sabe-se que naturalmente os oceanos realizam o seqüestro de CO2, no entanto isso não é suficiente para diminuir os efeitos de mudanças climáticas. Diante disso, várias propostas têm sido sugeridas com o intuito de minimizar essa questão, como

2 o aumento da eficiência do seqüestro de CO2 pelos ecossistemas terrestres, inclusive por microorganismos. No entanto, ainda é necessário aprimorar os conhecimentos sobre os processos, mecanismos e grupos de organismos que podem ser utilizados para essa finalidade e se eles podem ser manipulados de forma eficiente. Muitos fatores influenciam no armazenamento de carbono no solo, porém a formação de microagregados dificulta as perdas de C. No entanto, a formação de microagregados depende de vários fatores tais como matéria orgânica, distúrbios mecânicos, disponibilidade de água e temperatura. Porém, alguns microorganismos como fungos micorrízicos arbusculares (MF) e bactérias produzem determinadas proteínas tais como glomalina, hidrofobinas e Chaplins que interagem com outros componentes do solo, auxiliando na formação dos microagregados. A diversidade microbiana tem sido alvo de diversos estudos, principalmente na parte molecular. No entanto, ainda não se sabe se para o seqüestro de carbono é mais importante uma grande diversidade na comunidade microbiana ou o potencial de alguns tipos mais específicos. Abordagens metagenômicas, especialmente metatranscriptômica, podem ser úteis para esclarecer essa incerteza. No entanto, alguns estudos afirmam que a diversidade por si só não pode ser usada para o seqüestro de carbono, enquanto que a composição especifica da comunidade pode ser muito mais importante, pois afetam o seqüestro de C independente da diversidade geral. Temperaturas elevadas aceleram o processo de decomposição da matéria orgânica e consequentemente a emissão de CO2, fazendo um feedback positivo para as alterações climáticas, sendo portanto um grande impasse para um eficiente modelo de seqüestro de carbono. O uso de microorganismos no seqüestro de carbono é promissor, no entanto ainda deve-se compreender os mecanismos, quais os organismos mais eficientes e como os fatores ambientais afetam nesse processo fundamental para evitar os problemas causados pelas mudanças climáticas no planeta. ok 4. [2.000] (IP: :02:01 20:44:48 42: ) Discuta a figura 5.11 em linhas gerais A figura 5.11 representa as várias transformações necessárias para a formação das substâncias húmicas no solo, representadas pelos ácidos fúlvicos, ácidos húmicos e humina. Essas substancias podem ser geradas pelas transformações de material vegetal e animal e matéria orgânica do solo, principalmente pela ação da microbiota do solo, que através do seu metabolismo processa componentes como a celulose, hemicelulose, amido, proteínas, açucares, componentes solúveis e oxidáveis entre outros, liberando C na forma de CO2. Substâncias recalcitrantes, bases nitrogenadas, lignina, ceras e gorduras são pouco metabolizadas por microorganismos, mas também entram no processo de formação das substâncias húmicas, de forma direta ou através de componentes celulares, metabólitos e subprodutos da microbiomassa. Dentre as substâncias húmicas, a humina possui maior estabilidade química, devido a características como polimerização, peso molecular, % de C e N. Enquanto que os ácidos flúvicos apresentam maior reatividade no solo, devido a sua maior solubilidade, acidez, CTC, grupos reativos e % de oxigênio. excelente, mas poderia detalhar um pouco mais 5. [2.000] (IP: :02:30 22:52:48 50: ) Porque discutimos mais a relação C/N do que a C/P quando pensamos em qualidade da serrapilhiera? Quando se pensa em qualidade da serrapilheira a relação C:N é mais discutida, pois o N costuma ser um fator mais limitante em relação ao P, pois grande parte do N orgânico do solo está em frações menos lábeis da matéria orgânica do solo, por isso apresenta baixa atividade no solo, contribuindo pouco na mineralização e para disponibilização de N para as plantas, logo a quantidade de P disponível no solo é bem maior do que a de N. Além disso, a relação C:N é muito mais baixa em comparação a relação C:P. A relação C:P é mais ampla pois a exigência de P pelos microorganismos é muito pequena em relação a C. É importante ressaltar que a imobilização do N por microorganismos, quando resíduos orgânicos são adicionados ao solo é um processo muito mais relevante do que para o P, pois a demanda de N é maior. De acordo com Marques et al. (2000) quanto menor a relação C:N, maior a quantidade de N e maior será a velocidade de decomposição,

3 portanto melhor a qualidade da serrapilheira. excelente em particular na primeira parte que é a principal justificativa para a maior importância relativa de C:N em relação a C:P 1. [2.000] (IP: :30:14 23:18:31 48: ) Resuma e discuta o artigo desta semana de modo a permitir um bom entendimento do mesmo por um leitor que não o leia. O aumento na emissão de CO2 e de outros gases como o metano e óxido nitroso para a atmosfera tem gerado preocupações ambientes, com contribuição para o efeito estufa que por sua vez pode alterar o clima em escala global. Entre as principais fontes que contribuir para a emissão do CO2 para atmosfera temos o uso de combustíveis fosseis e as praticas agrícolas inadequadas que resultam em perda da biomassa e matéria orgânica do solo. Diante disto varias opções para reduzir os impactos dos gases de efeito estufa tem sido proposta, incluindo as conhecidas como a geoengenharia que seria fazer o sequestro de carbono na geosfera, oceanos e na biosfera. Para que se consiga estabilizar os níveis de CO2 atmosfera podemos ter duas abordagens uma não biológica (engenharia) e outra abordagem biológica as quais tem vantagens e desvantagens distintas. Embora a engenharia apresente opções eficazes para a limitação da emissão de CO2 de fontes pontuais outras opções devem ser utilizadas para reduzir o impacto das fontes difusas (agricultura, queima de biomassa). O sequestro de carbono do ponto de vista das necessidades energéticas na biosfera representa uma opção potencialmente de baixo custo já que depende principalmente da energia solar para produzir matéria orgânica. Os ecossistemas terrestres e marinhos tem destaque para o sequestro de carbono atmosférico, embora o sequestro de carbono terrestre possa contribuir significativamente para minimizar a emissão de CO2 através as fontes difusas (agricultura). No entanto o potencial de sequestro de carbono no solo depende de inúmeras variáveis isto por que o solo é sujeito a perturbações através de práticas agrícolas, que refletem nas propriedades físicas, químicas e biológicas do solo. Este trabalho abordam alguns fatores da biologia microbiana do solo que favoreça o sequestro do carbono no sistema terrestre. Muitas variáveis afetam o armazenamento do carbono no solo, dentre esta podemos destacar a formação de microagregados já que limita substancialmente a decomposição. A formação destes microagregados dependem de inúmeros fatores incluídos a contribuição microbiana com a ação de fungos micorrizicos arbusculares (MF) e algumas bactérias. A contribuição das micorrizicas arbusculares na formação de microagregados envolve a interação entre matéria orgânica, superfície de minerais e proteínas especificas a mais especial destas proteínas parece ser a glomalina. Os efeitos da glomalina em microagregados podem ser devido aos seus efeitos sobre a hidratação (a penetração de água e hidrofobicidade) aumentando a estabilidade do microagregado, isto porque estas proteínas conferem propriedade hidrofóbica a superfície dos microagregados. Além da glomalina, outras proteínas tais como hidrofobinas e chaplins podem também ser importantes na formação dos microagregados. A relação entre a diversidade microbiana e o sequestro de carbono sugere que a diversidade microbiana por si só não pode ser um fator útil para estabelecer relação com o sequestro de carbono no solo, já que muitas vezes os índices de diversidade de bactérias ( por exemplo índice de Shannon) se correlaciona melhor com o ph e não com a matéria orgânica ou outros fatores que podem interferir no sequestro de carbono, então esses índices de diversidade como índice de Shannon podem não ser uteis para prever ou compreender o sequestro de carbono, a composição especifica das comunidade microbiana pode ser muito mais importante. Dentre os vários fatores ambientais que afetam a decomposição da matéria orgânica do solo o efeito da temperatura é considerado como uma das principais, pois pode aumentar a respiração microbiana, resultado assim em um possível aumento na perda de carbono através da respiração, afetando também a alocação de carbono por plantas. Portanto percebendo o potencial do sequestro de carbono na biosfera que pode ser utilizado como uma forma de mitigação das emissões de CO2 para atmosfera é importante que se tem uma compressão mais detalhada dos organismos e mecanismos específicos que podem contribuir para o sequestro de carbono. bastante superficial, mas cobre vários pontos de forma razoavelmente adequada. 2. [2.000] (IP: :30:32 23:19:16 48: ) Discuta como o ambiente pode afetar o coeficiente K, ou seja, o tempo de renovação da serrapilheira. A camada de resíduos orgânicos que se acumula sobre o solo dos ecossistemas florestais é a serapilheira. Vários fatores bióticos e abióticos afetam a produção de serapilheira tais como: tipo de vegetação,

4 precipitação temperatura, altitude, latitude, disponibilidade hídrica e características do solo e dependendo das características de cada ecossistema, um determinado fator pode prevalecer sobre os demais, já a decomposição desta serapilheira é controlada pela interação entre qualidade da serapilheira, o clima e a atividade da comunidade biótica do solo. O estoque de serapilheira é regulado pela quantidade de material que cai e pela sua decomposição na superfície do solo. Para o estudo de ciclagem de nutrientes em diversos ecossistemas um dos métodos mais utilizados para estimar a decomposição da camada da serapilheira é a determinação do coeficiente K este coeficiente é a razão entre a quantidade de material que cai do dossel e a que é encontrada na superfície, medindo a taxa de desaparecimento ou o tempo de renovação da serapilheira. Em ecossistemas de florestais tropicais, os valores de K geralmente são maiores que 1, valores de K acima de 1 sugere um rápido reaproveitamento de nutrientes por parte da vegetação. Já em florestas temperadas esse valor de K é inferior a 1 podendo chegar a valores abaixo de 0,1 para floresta de conífera, indicando assim que o tempo de renovação do material que compõe a serapilheira é mais lento, por isso ocorre a acumulo de material orgânico na superfície. Alguns estudos encontraram valores de K em florestas tropicais de baixa altitude variando de 1,1 a 3,3 em quanto que em florestas tropicais de maior altitude o valor de K se aproximaram mais de florestas de clima temperado do que das florestas tropicais de baixa altitude isso em decorrência do efeito da temperatura atuando na velocidade de decomposição da serapilheira. Sugerindo que o efeito da temperatura é marcante na velocidade na decomposição da serapilheira tendo ai uma influência da característica do ambiente no coeficiente k. Podemos ter também como exemplo de características ambientais que afetem o coeficiente k, uma certa área que apresenta condições climáticas bastante variáveis e extremas, como ocorrência de seca, temperaturas elevadas e baixo conteúdos de água no solo, além de espécies deciduais, com queda de matérias orgânico coreáceo e de composição diferente, todos esse fatores interagindo simultaneamente acabam limitando a atividade dos organismos decompositores, proporcionando decomposição mais lenta, quando comparada por exemplo com outros ambiente mais úmidos, então é visto ação dos fatores ambientes apresentando influência sobre a decomposição K. só foi começar a responder a pergunta nas últimas sete linhas, com o resto do material não tendo qualquer relação clara com a pergunta propriamente dita. no entanto, a resposta de um modo geral cobre bem a pergunta 3. [2.000] (IP: :30:40 23:19:40 49: ) Discuta a figura 5.11 em linhas gerais Na figura 5.11 é visto a transformação da MOS e a formação das frações das substâncias húmicas no solo. Os resíduos orgânicos podem ser prontamente decomponíveis (componentes solúveis e oxidáveis como exsudados radiculares) ou se apresentar como substratos mais resistentes (hemicelulose, celulose, proteínas, amido) ambos substratos sofrem inúmeras transformações (decomposição) que resulta em C-CO2 (perdido), C-biomassa e C-húmus. Na decomposição, todos os componentes do resíduo (fração decomponível e resistente) entram no processo de transformação pela biomassa microbiana, então o carbono orgânico passa primeiro pela biomassa microbiana, após está fase atingir a estádios mais avançados de humificação, resultando em substâncias húmicas que apresentam maior estabilidade física e/ou química. As substâncias húmicas em função da sua solubilidade relativa em álcali e ácidos são grosseiramente separadas em ácidos fúlvicos, ácidas húmicos e humina. Essas frações humificada exercem influencia em algumas propriedades do solo como melhoria de condições físicas (agregação, retenção de água e etc.) e químicas (CTC, reservatório de nutrientes N, P e etc), sendo observado que a estabilidade química aumenta em direção a fração humina e que a reatividade no solo aumenta em direção aos ácidos fúlvicos. embora não esteja muito clara, a resposta cobre os pontos principais de forma razoavelmente adequada 4. [2.000] (IP: :30:46 23:20:50 50: ) Discuta a figura 5.21 e suas implicações na disponibilidade de nutrientes, e no uso de adubação verde. A figura 5.21 se refere à dinâmica de processo de mineralização de resíduos orgânicos em relação à disponibilidade de nutrientes no solo. É visto no gráfico 1 de baixo para cima que ao se adicionar no solo um resíduo orgânico (adubo verde) de relação C:N alta (>30) que apresenta quantidade de carbono bem superior a quantidade de nitrogênio, tem-se no inicio um grande crescimento da população microbiana, seguida pela imobilização de nutriente, o crescimento microbiana é estimulado pela adição de carbono, já imobilização é reflexo da baixa disponibilidade de nutriente do resíduo e do aumento da população microbiana que necessitar de nutrientes para o seu crescimento imobilizando-os. Com o passar do tempo é visto no gráfico que a população microbiana vai diminuindo resultado da diminuição da disponibilidade de carbono e que

5 ocorre um aumento na mineralização aumentando a disponibilidade de nutrientes (mineralização, NO-3). No gráfico 2 é observado uma redução de nitrato (NO-3), no solo, coincidindo com uma alta taxa de liberação de CO2. Isto é resultado do crescimento microbiano onde a sua respiração resulta na liberação de CO2 e a redução do nitrato do solo é resultado do uso deste nutriente pelo microrganismo para o seu crescimento (imobilização). Só que com o passar do tempo se tem uma redução na população microbiana resultando em uma queda na taxa de liberação de CO2 e se tem um ganho de nitrato no solo (mineralização, NO-3), esse ganho de nitrato no solo é resultado da mineralização da matéria orgânica que foi adicionado ao solo (Nresíduo), ou seja, se tem um aumento na disponibilidade de nutriente no solo. No gráfico 3 é visto uma fase inicial em que se tem uma imobilização liquida (I>M) resultado do uso de um resíduo do pobre que apresenta alta relação C:N (>30) e da atividade microbiana, e que com o passar do tempo após algumas semanas passa a ter uma outra fase de mineralização liquida (I<M) isto porque carbono está saindo da através da atividade microbiana (respiração) e nitrogênio fica tendo assim uma redução da relação C:N (<20) favorecendo a mineralização. mas tinha de ser logo um que foi discutido em muito detalhe na aula:) ok 5. [1.500] (IP: :30:52 23:21:33 50: ) Discuta a figura 5.10 em linhas gerais Na figura 5.10 é estabelecida uma relação entre a composição e os principais fatores determinantes da quantidade da MOS e os prováveis efeitos desta (MOS) no sistema solo e planta. A matéria orgânica do solo é formada pela adição de resíduos de plantas, animais e microrganismos. E por produtos oriundos desses resíduos através da atividade metabólica dos microrganismos (decomposição). A vegetação, condições biológicas e clima e manejo são fatores determinantes para quantidade da material orgânica do solo, isto porque o estoque de serapilheira é regulado pela quantidade de material que cai e pela sua decomposição na superfície do solo, sabemos que a vegetação é a principal responsável pela deposição de materiais orgânicos no solo e o fator biológico é o grande responsável pela decomposição desses matérias orgânicos (macro e micro fauna). A matéria orgânica do solo exerce papel fundamental sobre as propriedades químicas, físicas e biológicas do solo, entre os prováveis efeitos podemos destaca-la como fonte de energia para os microrganismos esse material orgânico é fonte de carbono, nutrientes e energia para o metabolismo celular da microbiota do solo. Os organismos heterotróficos do solo utilizam resíduos de plantas, animais e outros microrganismos em vários estágios de decomposição. Por sua vez como este material orgânico e de fundamental importância para a microbiota do solo este material orgânico também se apresenta com agente de intemperização já que os microrganismos atuam como agentes pedogenéticos sendo importantes colonizadores de rochas. Este material orgânico do solo apresenta importante papel como condicionamento físico do solo melhorando junto com os microrganismos a estrutura do solo (agregação). O material orgânico é um importante reservatório de nutrientes como N, P, C e outro elementos ligados organicamente, a liberação destes elementos está relacionado com os processos de decomposição e mineralização. A matéria orgânica apresenta importância na troca iônica já que melhora a CTC do solo isto devido a alta CTC dos grupos carboxílicos e fenólicos presentes em ácidos húmicos e fúlvicos, melhorando assim a retenção de cátions. Através do metabolismo secundário vegetal e microbiano ocorre a produção de substâncias orgânicas que podem apresentar elevada atividade química atuando como fitotoxinas e aleloquímicos. E a melhoria na disponibilidade de nutrientes e nas propriedades físicas do solo proporcionar um melhor crescimento vegetativo e que por sua vez proporciona que este ciclo continue funcionando. um pouco superficial demais, e pouco ligado com a figura ] (IP: :55:33 22:20:20 24: ) Resuma e discuta o artigo desta semana de modo a permitir um bom entendimento do mesmo por um leitor que não o leia. O artigo trata de possíveis métodos para o sequestro (captura) de carbono através de microrganismos, objetivando uma diminuição da emissão de CO2. O grande desafio para o sucesso desses métodos é saber identificar o tipo de microrganismos e os mecanismos responsáveis pela captura de CO2, o comportamento da comunidade microbiana e a forma adequada de manejo com variáveis ambientais e temporais. A emissão de CO2 é aumentada por queima de combustíveis fósseis, degradação de matéria orgânica, perdas de biomassa, além do uso antropogênico onde o aumento desse gás ocasiona alterações climáticas bem como o aumento do efeito estufa. Diante da crescente emissão desse gás várias opções para reduzir os impactos ambientes tem sido sugeridas. A captura de carbono na geosfera, oceanos e biosfera (geoengenharia) são

6 praticas que visam capturar o CO2 da atmosfera e divide-se em seqüestro de engenharia (ou abiological) e sequestro biológico, porém é necessário observar as fontes de emissão desse gás o qual se dá na forma de fontes pontuais e difusas, cada um dos quais requer diferentes abordagens e tecnologias para a gestão. Fontes pontuais são Pontos de emissão contínua de um dado processo, cuja característica deste determina o perfil da emissão. Podem ser gerenciados através de vários métodos de captura de engenharia (abiological) de carbono, com várias opções para eliminação e armazenamento variando em segurança, custo e conveniência. Fontes difusas são Pontos eventuais de emissão cuja característica é normalmente variável e influenciada pelas condições ambientais locais podem ser mais bem geridos por uma ampla gama de abordagens de base biológica que variam em custo, capacidade, a eficiência e a forma de armazenamento. Seta tracejada indica que as emissões de fontes pontuais de CO2 também podem ser geridas através de abordagens biológicas (por exemplo, uso de CO2 como uma fonte de carbono para a agricultura de biocombustíveis). O seqüestro de engenharia (ou abiological) e sequestro biológico diferem em seus métodos, méritos e limitações. Na engenharia (abiological), o CO2 pode ser eficazmente limpo de gases de combustão, pois utilizam tecnologias adequadas de fontes pontuais. As quantidades de CO2 limpo de usinas de energia e processados para o seqüestro pode ter determinação eficaz e precisa. Além disso, o CO2 pode ser armazenado e lavado nos reservatórios de águas profundas ou geológicos e pode ser usado como uma matéria-prima para a biomassa ou biocombustíveis. As desvantagens é que a engenharia de sequestro tem alto custo, logo irá aumentar significativamente com os custos de combustível fóssil e seus derivados. Em contraste, o sequestro biológico pode compensar parcialmente a produção de CO2 a partir de fontes difusas a um custo relativamente baixo. No entanto, o sequestro biologico do CO2 pode ser restringido por variáveis que são de difícil controle (por exemplo, clima, nutrientes); CO2 seqüestrado biologicamente poderia ser muito estável em algumas formas, mas relativamente instável em outras. Existem dificudades significativas no nosso entendimento sobre previsões do comportamento orgânicos do carbono nos contextos de mudança de clima e paisagens. Isto, por sua vez, limita as perspectivas para manipular os processos e os organismos para a promoção do sequestro de carbono. Os problemas mais fundamentais para microbiana a este respeito incluem a identificação, os processos, mecanismos e grupos de organismos que são mais importantes para o seqüestro e determinar se eles podem ser gerenciados, em geral, espacial suficiente e tempo suficiente para alcançar os níveis desejados de armazenamento de carbono. Para tantas tecnologias e estudos moleculares tem sido usada a fim de indentificar comunidades microbianas e entender a respeito desses grupos. Muitas variáveis afetam o armazenamento de carbono no solo, mas formação dos microagregados limita substancialmente perdas de decomposição. Em grandes escalas (por exemplo, campo de ecossistema), formação dos microagregados depende de inúmeros fatores, incluindo as taxas de carregamento de matéria orgânica, distúrbios mecânicos (por exemplo, lavoura), temperatura e disponibilidade de água. No entanto, os fungos micorrízicos arbusculares e, possivelmente, algumas bactérias, desempenham papéis fundamentais adicionais. Naturalmente, micorrízicos arbusculares também respiram matéria orgânica, e, assim, participam de vários aspectos do ciclo do carbono abaixo do solo. No entanto os detalhes de contribuições dos micorrízicos arbusculares para formação dos microagregados em escalas moleculares não são claras, mas provavelmente envolvem interações entre a matéria orgânica, metais, superfícies minerais e proteínas específicas. A mais importante destas proteínas parece ser glomalina, uma glicoproteína. Os efeitos da glomalina sobre microagregados podem ser devidos de seus impactos sobre a hidratação e a acessibilidade de enzimas hidrolítica resultante para a matéria orgânica, porém é necessário estabelecer mecanismos, para melhor avaliar os controles para compreender os possíveis impactos ambientais da futura variabilidade. Além de glomalina, outras proteínas, tais como a hidrofobinas e Chaplins, também pode ser importante para microagregados de formação. Em contraste com glomalina, hidrofobinas aparecem muito mais difundida na sua distribuição entre os fungos, que ocorrem em vários basidiomicetos e ascomicetes. As hidrofobinas parecem relativamente onipresentes entre os fungos, identificar suas fontes específicas pode ser uma prioridade mais baixa de identificar fontes de glomalina e Chaplins. No entanto, existe uma clara necessidade de determinar o potencial funções e os mecanismos de hidrofobinas em microagregados. Esforço adicional também é necessário para identificar específicas fontes de Chaplins e compreender suas funções e dinâmica. Chaplins são produzidos por estreptomicetos (Domínio Bacteria, filo Actinobactérias), mas detalhes de interações Chaplin com matéria orgânica e

7 microagregados ainda não foi explorado nem se sabe como as suas propriedades variam entre streptomycetes. O que é conhecido é que essas proteínas, em apenas algumas taxas, é que conferem propriedades hidrófobas às superfícies, análogo aos efeitos das hidrofobinas. Enfim, O Seqüestro de carbono da biosfera oferece uma promessa futura na redução de impactos ambientais ocasionada pela emissão de CO2. Percebendo esse potencial, no entanto, exigem uma compreensão mais detalhada dos específicos organismos e mecanismos que podem contribuir para o armazenamento de carbono. Inúmeras questões básicas continuam a ser estudadas. A análise dos genes e as proteínas para as enzimas hidrolíticas, glomalina, hidrofobinas e Chaplins, quando combinada com alto rendimento, sequenciamento e métodos para as diversidades, fornecerá informações cruciais sobre alguns dos mecanismos de sequestro de carbono, mas também deve ser incorporada uma nova geração de modelos desenvolvidos a partir de colaborações de estudiosos das mais diversas áreas. excelente, em particular quanto à profundidade. Meus parabéns 2. [2.000] (IP: :56:21 22:20:56 24: ) Discuta a figura 5.10 em linhas gerais A figura 5.10 fornece uma visão simplificada das condições e fatores que favorecem a formação e a quantidade da matéria orgânica no solo bem como suas influências no solo. A matéria orgânica do solo (MOS) é proveniente da deposição de resíduos vegetais e animais. Sua quantidade e qualidade estão ligadas a influência do clima e manejo que o solo sofre bem como da atuação dos organismos que habitam o solo. A matéria orgânica do solo (MOS) possui uma constituição muito complexa, ela é formada por diversas frações, como a biomassa microbiana e húmus. A matéria orgânica do solo (MOS) é constituída por materiais adicionados, seus produtos de formação, células microbianas, metabólicos microbianos, produtos da sua interação ou com componentes inorgânicos do solo (minerais e argilas) e materiais recalcitrantes, aqueles resistentes à decomposição pelos microrganismos. Os efeitos da matéria orgânica do solo, quanto as características químicas é a disponibilidade de nutrientes para as culturas, a capacidade de troca de cátions e a complexação de elementos tóxicos e micronutrientes, fundamentais em solos tropicais, na sua maioria altamente intemperizados e ácidos. A matéria orgânica é uma fonte fundamental de nutrientes para as plantas, disponibilizando elementos como o N, P e S. A complexação de metais por substâncias húmicas, a diminuição da toxidez de elementos tóxicos e o aumento da disponibilidade de micronutrientes são muito influenciados pela presença de ácidos orgânicos de baixo peso molecular na solução do solo. Quanto aos micronutrientes, a formação de complexos com compostos orgânicos reduz a possibilidade da precipitação como óxidos no solo. Dessa forma, a complexação (quelação) de Zn e Cu, entre outros, por ácidos orgânicos de baixo peso molecular aumenta a sua disponibilidade, pois o quelato torna-se uma forma de depósito desses elementos. A meia-vida muito curta do quelato, decorrente da rápida decomposição do composto orgânico pelos microrganismos, resulta na liberação de forma contínua e gradativa dos micronutrientes para as plantas. A produção permanente de ácidos orgânicos pela atividade microbiana e rizosfera resulta na complexação dos micronutrientes não absorvidos. Fisicamente a matéria orgânica é muito afetada pela agragação do solo, afetando indiretamente as demais características físicas do solo, como a densidade, a porosidade, a aeração, a capacidade de retenção e a infiltração de água, entre outras, que são fundamentais à capacidade produtiva do solo. Quanto as características biológicas a matéria orgânica afeta diretamente, pois a mesma atua como fonte de carbono, energia e nutrientes para os microrganismos quimioheterotróficos e, através da mineralização do N e S orgânico atua como fonte de energia aos microrganismos quimiautotróficos. Esses dois tipos de microrganismos sobressaem em quantidade e importância no solo. O efeito da MO sobre os microrganismos pode ser avaliado a partir da biomassa e atividade microbiana, parâmetros que representam uma integração de efeitos desta sobre as condições biológicas do solo. A relação positiva entre teores de matéria orgânica e a biomassa microbiana pode ser resultante de efeitos diretos e indiretos, devido às diferentes condições de umidade e temperatura, aeração e agregação e conteúdo de nutrientes, tornando o ambiente edáfico mais adequado aos microrganismos. Logo a matéria orgânica do solo é um componente fundamental da capacidade produtiva dos solos, por causa dos seus efeitos sobre a disponibilidade de nutrientes, a capacidade de troca de cátions do solo, a complexação de elementos tóxicos e micronutrientes, a agregação, a infiltração e a retenção de água, a aeração e a atividade e a biomassa microbiana. Portanto podemos concluir que a adoção de sistemas de uso e manejo do solo deve levar em consideração,

8 entre outros aspectos, o seu efeito sobre os teores de matéria orgânica dos solos. excelente 3. [2.000] (IP: :56:45 22:21:39 24: ) Discuta a figura 5.11 em linhas gerais A figura 5.11 mostra as transformações que ocorrem na matéria orgânica do solo e a formação das frações das substâncias húmicas no solo. De acordo com a figura podemos observar que o processo de formação das substâncias húmicas pode ocorrer de duas formas. A primeira forma é quando a matéria orgânica (componentes solúveis e oxidáveis) e o material vegetal e animal do solo (celulose, hemicelulose, amido, açúcares e outros), de fácil decomposição, são decompostos através da biomassa microbiana gerando os (componentes celulares metabólitos e subprodutos) o qual irá compor parte dessas substâncias húmicas. A segunda forma é quando os materiais não decompostos pela microbiomassa do solo (como ligninas, ceras, gorduras, componentes recalcitrantes e bases nitrogenadas) se acumulam e acabam compondo parte do húmus. Por sua vez, as substâncias húmicas podem ser separadas em três frações de acordo com a sua solubilidade relativa em álcali e ácidos: ácidos fúlvicos (solúveis em base e em ácidos, são menos estável, portanto mais fácil de se decompor), ácido húmico (solúvel apenas em base) e humina (insolúvel em ácido e base, é mais estável, logo mais difícil de se decompor). As setas da figura indicam que a humina apresenta uma maior estabilidade química, enquanto que os ácidos fúlvicos apresentam uma maior reatividade no solo. Enfim, o húmus pode ser considerado um subproduto das transformações que os materiais orgânicos sofrem no solo, não apresentando substâncias químicas específicas, mas sim um estado indefinido e confuso da matéria orgânica. ok 4. [2.000] (IP: :57:05 22:22:11 25: ) Dentre os três métodos principais para avaliação da decomposição, qual o que provavelmente seria mais útil para previsão da liberação de nutrientes pela serrapilheira em decomposição? Justifique. Decomposição é a quebra do material orgânico particulado, geralmente na forma de polímeros, em materiais solúveis que são absorvidos pelas células microbianas. Sendo assim a decomposição é um processo complexo, dificultando a sua avaliação; a velocidade do processo pode ser medida através de três métodos principais, são eles: 1- quantidade de carbono evoluída como CO2 (C-CO2); 2- estimativa da biomassa formada com base na eficiência de conversão microbiológica dos substratos em decomposição; 3- empregando-se os modelos cinéticos de decomposição. Para a previsão da liberação de nutrientes pela serrapilheira em decomposição o método mais útil é o método de bolsas de decomposição, empregando os modelos cinéticos de decomposição, pois este método é capaz de determinar os nutrientes no início, além disso é possível determinar as curvas de liberação para cada nutriente desejado. já estava achando que não ia responder à pergunta. Só para esclarecer uma coisa, o uso do litter bag é independente e precede a definição de modelos cinéticos (também conhecidos como regressões não-lineares) descrevendo a decomposição, e na realidade são usados para gerar os dados que fundamentam as estimativas dos parâmetros dos modelos 5. [2.000] (IP: :57:33 22:22:58 25: ) Discuta a seguinte afirmativa: A matéria orgânica do solo pode ser considerada como formada por vários compartimentos completamente distintos entre si. Os compartimentos que formam a matéria orgânica são denominações distintas que representam frações semelhantes, sem levar em conta características químicas. As características comportamentais da matéria

9 orgânica está relacionada à diversidade de seus componentes e as suas vias de transformação e de estabilização. Esta diversidade de critérios utilizados induz a definição de compartimentos que são operacionais (frações obtidas por métodos químicos e/ou físicos) e funcionais (compartimentos com diferentes tempos de permanência no solo). A matéria orgânica pode ser dividida em uma fração lábil (ativa) e uma fração estável (passiva, humificada). A fração lábil é composta por resíduos de plantas e de animais e seus produtos primários de decomposição e pela biomassa microbiana. Estes compostos decompõem em semanas a meses e servem de fonte de nutrientes às plantas e de energia e C aos microorganismos do solo. Esta fração responde rapidamente às mudanças no uso e manejo do solo e pode ser usada como indicador da tendência do manejo à sustentabilidade ou à degradação. Enquanto que a fração estável é composta por substâncias húmicas e outras macromoléculas orgânicas resistentes ao ataque microbiano, devido a sua proteção química pela associação às superfícies minerais, ou pela localização no interior de agregados, em poros inacessíveis aos microorganismos. Estas estruturas complexas possuem alto grau de polimerização, alta reatividade de superfície e elevado peso molecular. Possuem maior tempo de permanência no solo. Pela sua ciclagem mais lenta, atuam como reservatório de nutrientes e na estabilização de agregados. Contudo a compartimentalização não corresponde á situação real da matéria orgânica, pois as divisões são artificiais, enquanto que o sistema natural funciona como um conjunto, isto é, a compartimentalização é utilizada em aspectos práticos para facilitar a aplicação dos modelos matemáticos ao estudo da matéria orgânica do solo. excelente pelo último parágrafo, que acerta na mosca, enquanto o que vem antes está perfeitamente certo também, mas não tem relação direta com a pergunta. 1. [2.000] (IP: :18:54 21:50:46 31: ) Resuma e discuta o artigo desta semana de modo a permitir um bom entendimento do mesmo por um leitor que não o leia. O artigo discute que o consumo de combustíveis fósseis e a perda de biomassa e de matéria orgânica do solo a partir de modificações de uso da terra e práticas agrícolas aumentaram substancialmente as reservas de CO2 atmosférico. Diversas opções para reduzir os impactos de gases de estufa têm sido propostas. Alguns, incluindo aqueles conhecidos como geoengenharia, que consiste em seqüestrar carbono na geosfera, oceanos e biosfera. O sequestro de carbono (processo de redução das emissões de CO2 para a atmosfera) terrestre representa uma importante opção para diminuir parcialmente as emissões de CO2 antropogênico, sendo potencialmente barato. O potencial para o armazenamento de carbono no solo depende de inúmeras variáveis, incluindo as capacidades intrínsecas de armazenamento s que refletem as propriedades físicas e químicas. Mudanças no armazenamento refletem perda devido a processos físicos (como erosão e transporte) e as diferenças entre as taxas de entradas de plantas e mineralização de matéria orgânica, que são ambos complexos processos dinâmicos controlados por vários fatores. Uma maior compreensão da biologia e ecologia microbiana pode contribuir para o sucesso da gestão de carbono. A formação de microagregados limita perdas de decomposição, e em grandes escalas a formação desses depende de fatores como distúrbios mecânicos e temperatura. Fungos micorrízicos arbusculares (participam da ciclagem do carbono) e, possivelmente, algumas bactérias, desempenham papéis adicionais fundamentais. Cita-se como uma importante proteína a glomalina (glicoproteína), sendo uma proteína de choque térmico. Os efeitos da glomalina em microagregados pode ter efeitos sobre a hidratação (penetração da água e hidrofobicidade) e a acessibilidade resultante de enzimas hidrolíticas à matéria orgânica. Também foi argumentado que o grau de estabilização fúngica da matéria orgânica subterrânea possa aumentar devido ao aumento futuro do CO2 atmosférico que poderá variar consideravelmente entre os sistemas. Além da glomalina, outras proteínas, como a hidrofobina (ocorre em basidiomicetos e ascomicetos) também pode ser importante para a formação de microagregados. As hidrofobinas desempenham papéis importantes na formação de micélio, alteram a hidrofobicidade dos esporos, superfícies celulares, entre outros. A manipulação das interações plantasfúngicos pode levar a ganhos adicionais no sequestro. Evidências sugerem que o ecossistema terrestre possa ser gerido para o sequestro de carbono, mas não é determinado até que ponto os micróbios dentro deles podem ser manipulados. Ainda é incerto se o que é mais importante para o sequestro de carbono, seja o limitado potencial genético de um pequeno número de filotipos comuns ou a maior diversidade genética de filotipos individualmente raras, mas coletivamente abundante. As previsões de dinâmica da matéria orgânica

10 e armazenamento de carbono são ainda mais restringidas pelas respostas de plantas e micróbios pelo CO2 elevado, tais respostas dependem de interações entre CO2 e outras variáveis, como o aumento do ozônio troposférico pode diminuir a produtividade vegetal. De acordo com o artigo, em alguns sistemas de vegetação, o CO2 elevado poderia levar a melhores taxas de ciclagem de carbono, incluindo mudanças na alocação de carbono acima e abaixo do solo. São necessárias abordagens que vão desde a área molecular a escalas de ecossistemas através da observação e experimentação para a compreensão de como as comunidades microbianas respondem sobre grande escalas espaciais e temporais. O crescente reconhecimento de que os micróbios produzem proteínas que limitam a degradação da matéria orgânica sugere objetivos para pesquisa. Manipular diretamente os micróbios para seqüestrar CO2 através de outros processos, tais como formação de minerais oferece alternativas interessantes que merecem mais atenção. ok, mas cairia bem destacar a grande diferença entre a geoengenharia, mais adequada para problemas pontuais, e os caminhos biológicos, mais adequados para fontes difusas, como transporte ou agricultura 2. [1.000] (IP: :59:23 22:17:34 18: ) Porque discutimos mais a relação C/N do que a C/P quando pensamos em qualidade da serrapilhiera? A relação C/N é a relação que controla o balanço entre os processos de mineralização e imobilização de N (processos que ocorrem ao mesmo tempo no solo, podendo ocorrer a morte de microrganismos durante o processo de decomposição). A eficiência de utilização de nutrientes pode ser calculada por meio da relação entre a biomassa da serapilheira produzida e a quantidade de nutrientes transferidos por esta fração. Dessa forma, a relação C/N é mais discutida do que a relação C/P, pois a relação favorável para decomposição microbiana está entre 10-30:1, sendo menor do que a relação C/P, entre :1, já que os microrganismos necessitam de pouca quantidade de fósforo em comparação a carbono. Materiais com relação C/N muito alta não são tão aproveitados pelos organismos quando nenhuma fonte de nitrogênio está disponível. a definição está meio circular, e não toca bem na diferença entre os dois. O ponto é que na maioria das condições a relação C:P vai estar mais próxima do ideal do que a C:N 3. [2.000] (IP: :59:33 21:51:14 51: ) Discuta a figura 5.10 em linhas gerais A figura representa de maneira geral, os possíveis efeitos envolvendo solo e planta, os fatores e as condições que favorecem a quantidade e composição da matéria orgânica do solo (MOS). A MOS (viva ou morta, formada pela deposição de restos vegetais e animais) tem constituição e origem complexa, sendo constituída por material adicionado, células microbianas, seus produtos de transformação, produtos de sua interação ou componentes inorgânicos do solo minerais e argilas, metabólitos microbianos, além de materiais recalcitrantes (resistentes à decomposição pelos microrganismos), e é influenciada pelo clima e manejo. É o maior reservatório de carbono da superfície terrestre, e composta por fatores como clima, manejo e vegetação que a determinam. A matéria orgânica do solo (MOS) é componente fundamental nos processos químicos (aumenta a capacidade de retenção de nutrientes e sua disponibilidade, retenção de cátions no solo), físicos (como retenção de umidade, retenção à erosão, penetração de raízes) e biológicos de ecossistemas terrestres (como a qualidade e quantidade de biomassa microbiana presentes no solo). A MOS possui grande importância na maior permeabilidade da água, ar formando agregados, aumento da capacidade de retenção de água, aumento da capacidade de troca de cátions e ânions, fornecimento de macroelementos e microelementos, efeito tampão (através do controle do ph), além de produzir substâncias ativadoras e inibidoras do crescimento de microrganismos, sendo a deterioração da matéria orgânica do solo realizada pelos microrganismos, estimulantes para o crescimento da planta.. Em relação aos efeitos às propriedades físicas pela matéria orgânica (fornece nutrientes às plantas nitrogênio e fósforo), a principal é agregação, uma vez que atua como um ligante na sua formação, devido ao número de cargas presentes no solo. Com isso, também sofrem efeito porosidade, aeração, entre outros. Já com relação às propriedades químicas, diversos nutrientes possuem interação com a matéria orgânica influenciando a adesão e ciclagem de nutrientes, o que evita perda por lixiviação, por exemplo. E com relação às propriedades biológicas, a matéria orgânica é uma fonte de carbono e energia, e os microrganismos são influenciados pelo manejo do solo e alterações do ambiente. ok

11 4. [2.000] (IP: :59:48 21:51:32 51: ) Dentre os três métodos principais para avaliação da decomposição, qual o que provavelmente seria mais útil para previsão da liberação de nutrientes pela serrapilheira em decomposição? Justifique. O método de bolsas de decomposição (litter bags) Esse método é muito utilizado para estimar a perda de biomassa, que pode ser utilizado tanto para serapilheira quanto para outros restos vegetais, onde o material é colocado em sacos ou bolsas feitos de nylon e incorporados ao solo. Através desse método é possível avaliar a decomposição e liberação de nutrientes, e pode ser determinada a curva de liberação de nutrientes, de acordo com o tempo e nutrientes utilizados. ok, embora muito sucinto para a quantidade de informações que existe sobre este método 5. [2.000] (IP: :00:34 22:20:49 20: ) Discuta a figura 5.21 e suas implicações na disponibilidade de nutrientes, e no uso de adubação verde. A figura apresenta um gráfico referente à resposta da microbiota e dinâmica de processos da mineralização de resíduos orgânicos com relação aos nutrientes disponíveis no solo. Inicialmente o solo está em equilíbrio, até que ocorre adição de um resíduo orgânico ao solo e assim, a população microbiana é estimulada, uma vez que foi adicionado carbono oxidável, aumentando a demanda de nutrientes pela microbiota decompositora. Também aumenta a taxa de liberação de CO2 do solo, e os nutrientes são absorvidos em grande quantidade, sendo imobilizados na nova biomassa. Pode ocorrer esgotamento do nitrogênio se a relação C:N é alta, sendo maior que 30, ou liberação do elemento mineralizado, se o resíduo tiver relação C:N for baixa, sendo menor que 20, dependendo da relação C:N do material que foi adicionado. Além disso, quando o carbono é liberado, como dióxido de carbono, a concentração relativa de nitrogênio no material que restou aumenta, reduzindo aa relação C:N. Conforme o resíduo é mineralizado, a relação C:N cai, até que o material possa estar em uma fase avançada de processo de formação húmus, caindo a taxa de liberação de CO2, e dos nutrientes presentes no material inicialmente depositado, tornando-se disponível e fornecendo uma maior quantidade de nutrientes ao solo. A mineralização e a decomposição da matéria orgânica do solo são influenciadas pelas intervenções que ocorrem no solo, que modificam a estrutura e atividade microbiana, podendo influenciar na ciclagem dos nutrientes e da matéria orgânica. Com relação à utilização do adubo verde (incorpora ao solo resíduos de leguminosas), este mineraliza rapidamente e libera nutrientes, fornecendo nitrogênio. ok