Interação Planta - Solo Micro-organismo

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Lucinda Cunha Cerveira
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1 Universidade Estadual Paulista Faculdade de Ciências Agrárias e Veterinárias Campus de Jaboticabal Departamento de Produção Vegetal Interação Planta - Solo Micro-organismo Prof. Everlon Cid Rigobelo 1

2 Apresentação Deposição de Material Orgânico Rizodeposição Interação Micro-organismo Solo Micorrizas Micro-organismos fixadores de nitrogênio 2

3 Apresentação Bactérias promotoras de crescimento de plantas Formas de promoção de crescimento Imobilização Microbiana 3

4 Deposição de Material Orgânico 4

5 Depósito de Material Vegetal Solo - receptor Resíduos orgânicos de origem Vegetal, animal Produtos de suas transformações 5

6 Solo receptáculo final Vegetação Responsável pela deposição de materiais orgânicos no solo 6

7 Solo receptáculo final Vegetação Queda de material morto do dossel Restos culturais - serrapilheira 7

8 Material do Solo Quantidade e qualidade do material no solo Tipo de vegetação - condições ambientais 8

9 Florestas tropicais Material no Solo Toneladas de materiais são depositadas por ano Rápido consumo Florestas temperadas Pequena quantidade de material Consumo lento 9

10 Tipo de Vegetação Floresta Tropical Floresta Temperada 10

11 Serrapilheira-Solo Grandes quantidades de carbono Promove a comunicação entre solo e vegetação Habitat Abundante fauna Comunidade microbiana heterotrófica 11

12 Organismos da Fauna do Solo Coleópteros Miriápodes Colêmbolas Quilópodos Enquitrídeos Aranhas 12

13 Atividades Microbianas Ciclagem de nutrientes

14 Heterotróficos Heterotróficos Assimilam carbono de fontes orgânicas

15 Renovação da Serrapilheira Sofrem variações em função: Vegetação dominante Condições edafoclimáticas do ecossistema Clima Precipitação Relevo Temperatura 15

16 Renovação da Serrapilheira Deposição de material orgânico no solo Podem ser transformados na superfície Incorporados no perfil do solo 16

17 Material Orgânico do Solo Material incorporado no perfil do solo Fará parte da matriz do solo Constituirá a Matéria Orgânica do solo (MOS) 17

18 Material Orgânico do Solo Composição dos materiais vegetais Celulose 20 a 50% da matéria seca Hemicelulose 10 a 30% Lignina 5 a 30% Proteínas 2 a 15% 18

19 Material Orgânico do Solo Outros constituintes Ceras, graxas, pigmentos e outros compostos Os componentes sofrem alterações diferenciadas no solo Celulose e hemicelulose fácil degradação Lignina recalcitrante Proteínas aumentam com da biomassa 19

20 Teores de componentes do solo Celulose e hemicelulose De 20 a 50% atingem menos de 10% Lignina De 5 a 30% atingem a 45% Proteínas De 2 a 15% chegam a 30% 20

21 Rizodeposição 21

22 Raiz Órgão heterotrófico das plantas Funções das raízes Suporte e absorção de água e nutrientes Promove o intemperismo Auxilia na formação MOS 22

23 Raízes No solo Liberação de vários materiais orgânicos Provenientes da fotossíntese Fotossintatos Translocados das folhas até as raízes Pelo floema 23

24 Raízes O movimento nos tecidos é via simplasto Mediante plasmodesmos Fotossintatos podem: Deixar o simplasto e entrar no apoplasto Vazar para o solo 24

25 Fluxo nos Tecidos 25

26 Raízes C fotoassimilado 60% Transportado para as raízes Desse carbono 50% - CO2 pela respiração 50% usados para o crescimento das raízes Ou liberados para o solo 26

27 Planta de Centeio Planta de centeio de 16 semanas Pode ter de raízes Medindo 50 km Superfície de 200m 2 27

28 Raízes Apesar desses números elevados Raízes ocupam 1% do volume do solo ao seu redor Raízes Liberam íons e gases Podem alterar o ambiente externo Favorecendo ou não os organismos 28

29 Raízes Possuem efeito significativos sobre o solo Alterando as características físicas, químicas ou biológicas Consequência dessa ação Promovem fortes diferenças na zona do solo Que recebem ou não a influência das raízes 29

30 Rizosfera É a zona de influência das raízes Começa na superfície das raízes até 1 a 3 mm Pode ser dividida Ectorrizosfera área externa das raízes Endorrizosfera tecidos corticais até o rizoplano 30

31 Rizosfera Rizoplano É a superfície limítrofe entre a raiz e o solo Actinorrizosfera Áreas com simbioses entre os actinomicetos Fixadores de Nitrogênio Micorrizosfera Áreas com simbiose entre fungos micorrízicos 31

32 Rizosfera http//: cell.com 32

33 Rizodeposição 33

34 Rizosfera Propriedades físico-químicas Elevada estabilidade Fornecimento constante de substratos orgânicos Fornecimento de fatores de crescimentos Influência positiva no tempo de geração microbiana 34

35 Curva de Crescimento 35

36 Rizosfera tempo de geração microbiana Pseudomonas Tempo de geração 15 vezes menor Bacillus Tempo de geração 2,5 vezes menor Comparados - solo não rizosférico http//: cell.com 36

37 Rizosfera Paraíso dos micro-organismos http//microbenki.com 37

38 Exudatos 38 http//scienceblog.com

39 Secreções http//scienceblog.com 39

40 Interações dos Micro-organismos do Solo 40

41 Interações dos Micro-organismos do Solo Mutualismo Liquens - algas e cianobactérias 41

42 Interações dos Micro-organismos do Solo Comensalismo Um recebe o benefício o outro não Bactérias celulolíticas 42

43 Interações dos Micro-organismos do Solo Antagonismo Inibição por uma espécie por outra http// um.es 43

44 Interações dos Micro-organismos do Solo Competição Conflito entre espécies por nutrientes http//infoescola.com 44

45 Interações dos Micro-organismos do Solo Parasitismo Interação parasita hospedeiro Bacteriófagos http//scienceblog.com 45

46 Interações dos Micro-organismos do Solo Predação Quando um organismo se alimenta de um outro Bdellovibrio e bactérias http//scienceblog.com 46

47 Fatores que afetam a deposição de materiais orgânicos Temperatura Espécie Vegetal Idade Vigor Luz Tipo de Solo 47

48 Micorrizas Surgiram a 400 milhões de anos atrás Aparecimento com as plantas terrestres Simbiose entre plantas e fungos heterotróficos http//infoescola.com 48

49 Micorrizas Fungos saprofíticos Surgiram a 1 bilhão de anos atrás Elaboraram estratégias para colonizar os tecidos vegetais Estabelecer mutualismos com as plantas 49 http//scienceblog.com

50 Hifas http//scienceblog.com 50

51 Tipos de Hifas http//microbiologyblog.com 51

52 Tipos de Micorrizas Arbusculares Ectomicorrizas Orquidoides Ectendomicorrizas Arbutóides Ericóides http//scienceblog.com 52

53 Smith, E.S; Read, J.D. Mycorrizal symbiosis 2.ed. New York: Academic Press, p. 53

54 Tipos de Micorrizas 54

55 Benefícios da relação micorrízica Aumento da produção de plantas em solos marginais http//microbiologyblog.com 55

56 Benefícios da relação micorrízica Facilitam a recuperação de áreas degradadas e solos contaminados http//microbiologyblog.com 56

57 Benefícios da relação micorrízica Redução do uso de insumos agrícolas Fertilizantes http//microbiologyblog.com 57

58 Fixação Biológica do Nitrogênio http//infoescola.com 58

59 Ciclo do Nitrogênio 59 http//microbiologyblog.com

Fixação Biológica do Nitrogênio N 2 + 8H + +16 ATP + 8e - nitrogenase - 2NH 3 +H 2 +16ADP+16Pi Alguns procariotos produzem a enzima Nitrogenase

60 Fixação Biológica do Nitrogênio N 2 + 8H ATP + 8e - nitrogenase - 2NH 3 +H 2 +16ADP+16Pi Alguns procariotos produzem a enzima Nitrogenase que reduz o N 2 para a forma inorgânica NH 3 Os micro-organismos que realizam isso Fixadores de N 2 ou diazotróficos http//microbiologyblog.com 60

61 Micro-organismos Diazotróficos Azospirillum Rhizobium Bradyrhizobium Frankia Nostoc Anabaena http//sciencesaber.com 61

62 Fixação Biológica do N 2 Biológica É um recurso natural e passivo de manipulação É barato e sem impacto ambiental Consome em torno de 2,5% da energia da fotossíntese do planeta Mecanismo responsável por 65% do N 2 incorporado nos seres vivos do planeta

63 Fixação Biológica do N 2 Estima-se que a vida no planeta terminaria em 30 anos se a FBN parasse Representa 8,5% da absorção total de N São fixados 175 milhões de Mg de N/ano nos ecossistemas terrestres

64 Mecanismos de Proteção da Nitrogenase Proteção respiratória Proteção conformacional Produção de polissacarídeos extracelulares Relação superfície volume celular Formação de células especializadas Locomoção das células

65 Proteção Respiratória Azotobacter Elevadas atividades respiratórias Proteção do sítio da nitrogenase

66 Proteção Conformacional

67 Produção de Polissacarídeos Extracelulares Derxia Beijerinckia

68 Formação dos Nódulos http//sciencesaber.com 68

69 Relação superfície/volume Celular

70 Heterocisto em Anabaena

71 Nódulos Formados 71

72 Leg-hemoglobina http//sciencesaber.com 72

73 Bactérias Promotoras de Crescimento de Plantas -BPCP Micro-organismos com habilidades Promover aumento da matéria seca vegetal Causar benefícios às plantas Aumentando a produção 73

74 Benefícios para as Plantas http//clickpb.com 74

75 Melhor para a Planta Melhor para o micro-organismo http//clickpb.com 75

76 Micro-organismos patogênicos? http//urbancasual.com 76

77 Interferência no sistema Quorum Sensing BPGP Produzem enzimas acilase ou lactonase Essas enzimas degradam o AHLs Evitando o surgimento de fatores de virulências 77

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