[1.000] Considerando as observações sobre as retranslocações de

N e P na folha e ligação entre teores no solo e teores na liteira discutidas

no artigo, avalie qual dos dois nutrientes é mais limitante na situação

apresentada. Além de justificar sua posição, descreva e discuta possíveis

razões para isto.

A retranslocação de nutrientes, ou seja, a capacidade das plantas em

transportar nutrientes essenciais como nitrogênio e fósforo de suas folhas para

outros compartimentos internos antes da abscisão foliar é de grande

importância para o entendimento da ciclagem de nutrientes. É um dos mais

importantes mecanismos utilizados pelas plantas para a conservação de

nutrientes, levando a vantagens adaptativas em relação à competição, uso de

nutrientes e produtividade, especialmente em solos pouco férteis e plantas sob

limitação por N ou P. Tem um impacto direto sobre a ciclagem de nutrientes,

uma vez que responde à disponibilidade de nutrientes no solo, além de alterar

a qualidade nutricional da serapilheira depositada, influenciando a taxa de

decomposição .O P é o nutriente mais limitante por não ser tão móvel como o

N. Existe mecanismo que o P perdeu massa foliar pela senescência, pela

inibição da degradação da liteira,com a associação de fungos micorrízicos que

favorecem na absorção.Os fatores bióticos e abióticos são os que regem na

funcionalidade do ecossistema atuando positivamente ou negativamente na

decomposição da liteira.O aumento de N na decomposição da liteira foi devido

à translocação de nutrientes pelas hifas dos fungos.

a pergunta foi sobre a situação do trabalho, em que a retranslocação do P foi MUITO mais forte do que a de N, e em que todos os indicativos foram de que deficiência em P era o principal limitante ao crescimento e à decomposição. O que colocou está certo, mas pouco relacionado com a pergunta.

[1.200] Discuta as conseqüências ecológicas locais e globais da

nitrificação. Como as práticas agrícolas afetam este processo?

Locais: A transformação do amônio para o nitrato que é realizada por

bactérias quimiautotróficas que usam a nitrificação como fonte de energia para

a fixação de CO2. Os riscos de acidificação e eutrofização do sistema solo-

água decorrem, essencialmente, das emissões de dióxido de enxofre (SO2),

óxidos de azoto (NOx) e amoníaco (NH3). As atividades agrícolas,

particularmente as pecuárias intensivas, são, muitas vezes, responsáveis por

importantes emissões de NH3, o mesmo acontecendo com a aplicação ao solo

dos resíduos orgânicos, se esta não for efetuada de forma sustentada. O N2O

é libertado a partir dos compostos nitrogenados presentes nos solos e nos

cursos de água, nos correctivos orgânicos e nos adubos, em condições

anaeróbias. No solo, estas emissões decorrem, essencialmente, do processo

de desnitrificação operado por diversos tipos de bactérias do solo, sobretudo

dos gêneros Pseudomonas, Bacillus e Paracoccus , em condições de

anaerobiose, dando origem à libertação de N2 e N2O em proporções que

dependem, entre outros fatores, do pH do solo.Em solos bem drenados e com

reação neutra a levemente ácida, grande parte dos solos encontrados no

Brasil, predomina o N na forma nítrica (NO3-), devido à velocidade de oxidação

do NO2- ser maior que a do NH4+ ). Quando lixiviado, o NO3- pode

comprometer a qualidade das águas superficiais e subterrâneas, além de

provocar a eutrofização das águas superficiais A libertação de N2O é

favorecida em solos ácidos, quando o nível de nitrato ou de nitritos no solo é

elevado e a concentração de oxigénio não é muito baixa.

Globais: a nitrificação favorece a formação de N reativo que destrói a camada

de ozônio., quando o NO3- é perdido para a atmosfera por meio de gases (NO,

N2O, N2) produzidos em reações desse elemento no solo. Esse processo

ocorre principalmente em condições anaeróbias, comum em solos inundados,

onde todo o NO3- presente no solo pode ser rapidamente perdido por meio dos

gases provenientes da desnitrificação. Porém, mesmo em condições

parcialmente anaeróbias, onde sítios anaeróbios podem existir em um solo

predominantemente aeróbio, acredita-se que possa haver perdas entre 5 e

30% do N aplicado como fertilizante indica que durante o processo de

nitrificação também pode haver formação de N2O. O N2O contribui para o

processo de aquecimento global por meio de incrementos no efeito estufa e

causa redução da camada de ozônio; o NO pode provocar chuvas ácidas

.Práticas que tenham por objetivo inibir a nitrificação são bem vindas na

agricultura, uma vez que resultam na conservação do fertilizante nitrogenado

no solo e no aumento da eficiência de uso de N pela cultura. Teoricamente, ao

inibir a conversão de amônia, amônio e uréia em nitrato, pode-se reduzir as

perdas de N associadas aos processos de lixiviação e desnitrificação, atingindo

assim, benefícios ambientais e econômicos .Os inibidores de nitrificação são

compostos que foram desenvolvidos para satisfazer essa necessidade, pois

diminuem a formação de NO3- no solo, fazendo com que o N na forma

amoniacal, que é menos sujeito à lixiviação, fique preservado no solo por mais

tempo. Eles atuam na primeira fase da nitrificação, interferindo na atividade das

bactérias do gênero Nitrosomonas, sendo capazes de retardar a oxidação do

amônio a nitrito por determinado período de tempo. Dessa forma, a segunda

fase da nitrificação não ocorre, pois faltaria nitrito para se oxidar a nitrato. Mais

especificamente, os inibidores de nitrificação afetam a ação da enzima amônia

monoxigenase (AMO), que é uma proteína da membrana das Nitrosomonas.

No processo de oxidação catalítica a NH3 se liga ao sítio ativo da enzima e se

oxida a hidroxalamina. Entretanto, os inibidores de nitrificação têm afinidade

pelo mesmo sítio ativo da enzima, e por princípio de competição, se ligam a

este, inibindo o processo por mais ou menos tempo, dependendo da

estabilidade do composto .Um bom inibidor de nitrificação deve ser móvel, de

forma que se mova junto com o fertilizante, persistente, atuando no período

que a cultura exigir e acima de tudo, economicamente viável. Além disso, não

pode ser tóxico aos organismos do solo, seres humanos e animais.

ok

[3.600] Sintetize o capítulo de forma a permitir o entendimento geral

do assunto.

Os processos biológicos regulam as transformações e fluxos de

materiais na biosfera, desempenhando o controle na disponibilidade dos vários

elementos químicos necessários às diversas formas de vida do planeta. A

ciclagem de energia e dos elementos são processos essenciais para o solo e a

biota. Os elementos em forma solúvel vão para a solução do solo, onde são

influenciados por transformações bióticas e abióticas específicas que regulam

os processos de adição e perda, assim como a biociclagem , passando por

diferentes formas no solo e absorção pela vegetação e microbiota.As entradas

de nutrientes no solo originarias do intemperismo e da decomposição de

resíduos orgânicos são equivalentes às perdas originarias da lixiviação das

bases, da assimilação pelas plantas e da mineralização da matéria orgânica .

Este processo onde a ciclagem dos nutrientes não sofre alterações é

denominado equilíbrio dinâmico. Nos agrossistemas ocorre um desequilíbrio na

ciclagem de nutrientes: os processos de mineralização, extração pelas plantas

e perdas por erosão são maiores do que as entradas de nutrientes oriundos da

decomposição da matéria orgânica do solo e processos biogeoquímicos,

principalmente pela alteração dos minerais primários. O desequilíbrio na

ciclagem de nutrientes acarretará em uma diminuição na agregação do solo,

principalmente em função das sucessivas perturbações causadas pelo cultivo

do solo e da redução dos agentes ligantes orgânicos. As principais

conseqüências sobre as propriedades físicas do solo estão relacionadas ao

aumento do processo de erosão, diminuição da infiltração e retenção de água,

redução da aeração e aumento da temperatura nas camadas superficiais do

solo. A interação desses fatores condicionará uma diminuição na fertilidade do

solo. Os componentes bióticos dos ecossistemas são essenciais para agrantir

a ciclagem dos nutrientes no sistema vegetação-solo, onde os organismos

atuam de modo contundente.O solo juntamente com o ambiente edáfico, é a

base de sustentação da pedosfera onde se distribuem os ecossitemas,cujos

pilares de sustentação são o fluxo de energia, ciclagem de nutrientes e

biodiversidade, cuja atividade mantém os processos essenciais ao seu

funcionamento e à manutenção. A decomposição e a mineralização dos

materiais orgânicos e outros processos quimiolitotróficos são responsáveis

pelas transformações que os elementos químicos sofrem no solo. Essas

resultam de reações orgânicas e inorgânicas, em sua grande maioria mediadas

pelos microrganismos que, por meio de mecanismos variados, regulam a

disponibilidade e fluxo dos elementos.

O carbono é o elemento fundamental na contituição das moléculas orgânicas,

sendo utilizado primariamente pelos seres vivos presente no ambiente,

combinado ao oxigênio e formando as moléculas de gás carbônico presentes

na atmosfera.passa a fazer parte da biomassa através da fotossíntese. Os

seres fotossintetizantes incorporam o gás carbônico atmosférico,

transformando-se em moléculas orgânicas. O carbono é absorvido pelas

plantas. Uma vez incorporado às moléculas orgânicas dos produtores, poderá

seguir dois caminhos: ou será liberado novamente para a atmosferana forma

de CO2, como resultado da degradação das moléculas orgânicas no processo

respiratório, ou será transferido na forma de moléculas orgânicas aos animais

herbívoros quando estes comerem os produtores (uma parte será transferida

para os decompositores que liberarão o carbono novamente para a atmosfera,

degradando as moléculas orgânicas presentes na parte que lhes coube). Os

animais, através da respiração, liberam à atmosfera parte do carbono

assimilado, na forma de CO2. Os solos ricos em matéria orgânica em

decomposição (pântanos) apresentam grande concentração de CO2. O gás

carbônico presente na atmosfera é importante componente do efeito estufa, um

fenômeno atmosférico natural, que ocorre porque gases como o gás carbônico

(CO2), vapor de água (H2O), metano (CH4), ozônio (O3) e óxido nitroso (N2O)

são transparentes e deixam passar a luz solar em direção à superfície da

Terra. Esses gases porém são praticamente impermeáveis ao calor emitido

pela superfície terrestre aquecida (radiação terrestre). O seqüestro de carbono

refere-se a processos de absorção e armazenamento de CO2 atmosférico, com

intenção de minimizar seus impactos no ambiente, já que trata-se de um gás

de efeito estufa (GEE). A finalidade desse processo é conter e reverter o

acúmulo de CO2 atmosférico, visando a diminuição do efeito estufa. Para que

mantenha o sequestro de C recomenda-se: não remover os restos culturais do

solo, mantendo-os na superfície como cobertura morta; evitar o revolviemnto

do solo, conservando-o sem cultivo mecânico reduzido ao mínimo; mantê-lo

sempre coberto por vegetação com abundante sistema radicular e a máxima

diversidade possível; praticar rotação de culturas, pousios e rotação no uso de

agroquímicos para ampliar a diversidade biológica no agrossistema; adotar

práticas de manejo integrado para maximizar o uso de recursos e, assim,

minimizar a aplicação de insumos químicos; promover a integração de

sistemas de produção agrosilvopastoril; propiciar ações para recuperação de

solos degradados ou marginais. O esgotamento de carbono orgânico do solo

tem consequências ecológicas e econômicas, pois a matéria orgânica tem

numerosas funções locais para o solo e fora dele, tornando-se um valioso

recurso natural. A elevação do CO2 da atmosfera pode inibir a decomposição

microbiana devido à maior absorção de N do solo pela vegetação. Esse

mecanismo tem suas raízes nas transformações bioquímicas realizadas pela

comunidade microbiana do solo que em hipótese contribuirá para amenizar os

impactos do aquecimento global e biológicas, garantindo produtividade igual ou

superior em relação aos sistemas de manejo tradicionais com revolvimento do

solo.

Em solo naturalmente anaeróbio, o estoque de C orgânico tende a ser maior do

que em solo aeróbio, visto que a decomposição de materiais orgânicos naquela

condição é menor do que nesta. Os microrganismos anaeróbios são menos

eficientes em termos de decomposição do que os organismos aeróbios. Além

disso, fungos e actinomicetos, organismos com capacidade de degradar

frações orgânicas mais recalcitrantes, como a lignina, são aeróbios

obrigatórios.MOS está relacionada aos fluxos de CO2 e CH4, os quais têm em

solos agrícolas, em função de práticas de manejo utilizadas, uma fonte

importante. A relação com o CO2 acontece através da decomposição aeróbia

da MOS por bactérias, fungos e actinomicetos, como forma de obtenção de

energia e de nutrientes para seus processos vitais.

A função de transformar o nitrogênio existente no ar atmosférico em formas

assimiláveis para plantas e animais - Fixação Biológica de Nitrogênio (FBN) - é

realizada por bactérias fixadoras de nitrogênio e algumas algas azuis

(cianobactérias), sendo a enzima universal conhecida como nitrogenase. Antes

de ser absorvido, o nitrogênio é retirado do ar e transformado em amônia

solúvel em água, que é utilizado diretamente pela planta, quando ocorre o

processo de FBN. O nitrogênio fixado pode, ainda, ser transformado no solo

em nitrato, forma que também é disponível para as plantas. O nitrogênio é o

sexto em abundância no universo. Constitui cerca de 78% do volume

atmosférico. Em combinação com outros elementos, ocorre nas proteínas; no

salitre-do-chile (nitrato de sódio, NaNO3), muito usado como fertilizante; na

atmosfera, na chuva, no solo e no guano (adubo natural formado a partir da

decomposição dos excrementos e cadáveres de aves marinhas), sob a forma

de amônia e sais de amônio; e na água do mar, como íons de amônio (NH4+),

nitrito (NO2-) e nitrato (NO3-).Quando o nitrogênio orgânico entra na cadeia

alimentar, passa a constituir moléculas orgânicas dos consumidores primários,

secundários. Atuando sobre os produtos de eliminação desses consumidores e

do protoplasma de organismos mortos, as bactérias mineralizam o nitrogênio

produzindo gás amônia (NH3) e sais de amônio (NH4+), completando a fase de

amonificação do ciclo. NH4+ e NH3 são convertidos em nitritos (NO2-) e,

posteriormente, no processo de nitrificação, de nitritos em nitratos (NO3-) por

um grupo de bactérias quimiossintetizantes. Quando os decompositores atuam

sobre a matéria orgânica nitrogenada (proteína do húmus, por exemplo)

liberam diversos resíduos para o meio ambiente, entre eles a amônia (NH3).

Combinando-se com a água do solo, a amônia forma hidróxido de amônio que

ionizando-se, produz NH4+ (íon amônio) e OH- (hidroxila). Ao processo de

decomposição, em que compostos orgânicos nitrogenados se transformam em

amônia ou íon amônio, dá-se o nome de amonização. As bactérias

quimiossintetizantes oxidam os íons e, com a energia liberada, fabricam

compostos orgânicos a partir do CO2 e água, definindo a quimiossíntese. A

oxidação dos íons amônio produz nitritos como resíduos nitrogenados, que são

liberados para o meio ambiente. À conversão dos íons amônio em nitritos dá-se

o nome de nitrosação. O nitrogênio entra constantemente na atmosfera pela

ação das bactérias desnitrificantes, e continuamente retorna ao ciclo pela ação

das bactérias ou algas fixadoras de nitrogênio (biofixação). A degradação do

nitrogênio presente na célula (formas orgânicas ou inorgânicas) acontece pelas

ação de espécies bacterianas especializadas presentes no solo, as quais

disponibilizam amônia e nitrato. Essas duas formas de nitrogênio são os

compostos facilmente utilizáveis pelas plantas verdes. Os nitritos liberados

pelas bactérias nitrosas (Nitrosomonas e Nitrosococcus) são absorvidos e

utilizados como fonte de energia por bactérias quimiossintetizantes do gênero

Nitrobacter. Da oxidação dos nitritos formam-se os nitratos que, liberados para

o solo, podem ser absorvidos e metabolizados pelas plantas. À conversão do

nitrito (ou ácido nitroso) em nitrato (ou ácido nítrico) dá-se o nome de

nitratação. A ação conjunta das bactérias nitrosas (Nitrosomonas e

Nitrosococcus) e nítricas (Nitrobacter) permite a transformação da amônia em

nitratos. A esse processo denomina-se nitrificação e às bactérias envolvidas

dá-se o nome de nitrificantes. Os componentes dos tecidos vegetais e animais

que são incorporados ao solo são decompostos por microrganismos

heterotróficos, que decompõem macromoléculas em monômeros mais simples,

como foi visto. Parte dos compostos simples e da energia liberada são

utilizados pelos microrganismos para seu próprio metabolismo e para sua

reprodução. A reprodução dos microrganismos provoca um aumento da

biomassa no solo, imobilizando parte dos nutrientes que estavam contidos nos

resíduos. Desta forma, este aumento de biomassa representa uma

imobilização temporária dos nutrientes, do carbono e da energia que se

encontravam originalmente nos tecidos vegetais e animais que compunham o

resíduo, e que agora fazem parte dos tecidos microbianos.O equilíbrio entre as

taxas de mineralização e imobilização pode ser bastante complexo. Este

equilíbrio depende bastante da quantidade de carbono no resíduo e da relação

entre carbono e Nitrogênio, Fósforo e Enxofre. Destas, a que é mais utilizada é

a relação Carbono Nitrogênio (C/N). Quando o resíduo é adicionado ao solo, o

aumento da população microbiana é estimulado pelo aporte de energia e

nutrientes que o resíduo representa. Com este aumento da população

microbiana, a demanda por oxigênio, nutrientes, energia e carbono aumenta.

Os tecidos microbianos possuem em media uma concentração de 5% de N, o

que resulta em uma relação C/N entre 20 e 30. Isto significa que os resíduos

que possuírem uma relação C/N entre 20 e 30, fornecerão o nitrogênio

necessário para a reprodução microbiana, não havendo imobilização nem

mineralização significativa no início do processo. Se a relação C/N for maior,

significa que os microrganismos buscarão outras fontes de N para satisfazer a

demanda, e consumirão formas de nitrogênio que estão disponíveis para a

plantas, resultando em uma imobilização líquida e podendo causar uma

deficiência temporária de nitrogênio para as plantas. Se, por outro lado, a

relação C/N for menos que 20-30, haverá um excesso de N no resíduo, que

será mineralizado e desprezado pela microrganismos, permanecendo

disponível para as plantas já num primeiro momento.O nitrogênio também pode

ser oxidado a nitritos (NO2-) ou nitratos (NO3-) num processo chamado de

nitrificação, o qual é facilitado pela presença de certas bactérias. Os óxidos

nítrico (NO) e nitroso (N2O) são subprodutos destas reações, as quais também

contribuem para a emissão destes gases para a atmosfera. As bactérias,

plantas e algas convertem os compostos inorgânicos de nitrogênio a espécies

orgânicas, tornando o nitrogênio disponível na cadeia ecológica alimentar. Nos

animais, em processo de respiração celular, os compostos orgânicos são

transformados, retornam ao solo como excremento e podem ser absorvidos por

plantas. Quando os organismos morrem, certas bactérias são capazes de

converter os compostos orgânicos contendo nitrogênio em nitrato, amônia ou,

por uma série de reações químicas, em nitrogênio molecular, quando, então,

retorna à atmosfera. A redução de nitrato (NO3-) a espécies de nitrogênio sob

forma de gás (N2, N2O, NO), ocorre em processos químicos e biológicos e é

denominada de desnitrificação. Como resultado deste processo, o N2

atmosférico constitui o principal reservatório de nitrogênio na Terra. Por outro

lado, a ausência de desnitrificação pode ter sido a responsável, no passado,

pelo grande acúmulo de nitrato nos oceanos. A desnitrificação ocorre em toda

a superfície terrestre, num processo que reduz o nitrogênio desde o estado de

oxidação +V (NO3-) até zero (N2), como mostrado na reação 11, em que os

números em algarismos romanos representam os respectivos estados de

oxidação do nitrogênio. Esse ciclo é fechado com o retorno do N2 à atmosfera.

O nitrongênio é um nutriente que apresenta outras peculiaridades que difcultam

ainda mais o seu manejo, originadas das múltiplas e complexas reações

bioquímicas que infuenciam a sua dinâmica, disponibilidade e efciência no

aproveitamento pelas plantas.

A mineração do N-orgânico depende principalmente dos teores relativos de

C,N,S e P da matéria orgânica e das atividades microbianas, as quais estão

associadas as condições ambientais como : temperatura, umidade, aeração e

pH da solução do solo. O processo inverso, no qual o N- mineral, oriundo da

decomposição da M.O, é transformado em compostos orgânicos participando

da composição de plantas ou microorganismos, após a sua incorporação, é

denominado de imobilização. A absorção do P é um processo ativo que

acontece contra um forte gradiente de concentração, tendo-se em vista que, no

citoplasma, deve-se manter uma concentração entre 5 a 10mM. Devido à alta

exigência das plantas e à baixa disponibilidade no solo, esse nutriente é quase

sempre muito limitante ao crescimento delas, que geralmente apresentam

grande déficit nutricional de P. A principal fonte de P para os seres vivos são as

rochas fosfáticas que constituem um recurso natural não renovável que precisa

ter seu uso racionalizado, pois se estima que as reservas de P se esgotarão

nos próximos 80 a 100 anos. A reciclagem do P no solo tem estreita relação

com os ciclos dos outros elementos via matéria orgânica. Devido à alta

concentração de P nos microrganismos, que pode atingir, por exemplo, 2% da

matéria seca nas bactérias, P é o segundo nutriente mais abundante na

matéria orgânica do solo. Esse elemento tem forte influência na imobilização de

C e N em sistemas biológicos;o acúmulo de C, N, P e S na matéria orgânica

depende do conteúdo de P no material de origem, exercendo, portanto,

influência na fertilidade do solo.Como as plantas e os microrganismos

absorvem P da solução do solo, os processos químicos abióticos e bióticos que

controlam as transformações e absorção desse elemento são importantes

fatores do seu ciclo e da produtividade agrícola. Os microrganismos

influenciam desde as transformações de P no solo ou na rizosfera até a

absorção e translocação na planta. As transformações de P, portanto,

representam um sistema complexo controlado por reações químicas com forte

interferência biológica como: mineralização, imobilização e absorção,

processos que controlam a dinâmica das transformações e os fluxos do

elemento no ambiente.A atividae microbiana é responsável pela mineralização

de P orgânico e atua também também em outros processos no solo. Diversos

microrganismos, incluindo isolados de bactérias, actinomicetos, fungos e

protozoários, são capazes de hidrolizar P de muitos compostos orgânicos

através da produção de fosfatases, cuja atividade pode ser um indicador da

transformação da MOS, através do estabelecimento da relação entre cinética

da fosfatase e a taxa de decomposição. Vários grupos de microrganismos do

solo ou da rizosfera são capazes, por meio de mecanismos diversos de extrair

ou solubilizar P de frações insolúveis no solo e de fosfatos inorgânicos naturais

pouco solúveis. A solubilização depende da linhagem do microrganismo, do

tipo de fosfato a ser solubilizado, da acidez e da natureza dos materiais

orgânicos produzidos., essa solubilização é relacionada à diminuição do pH

e/ou à produção de ácidos orgânicos de acordo com as seguintes situações:

solubilização dependente da acidez total; solubilização independe da acidez

total; solubilização depende da diminuição do pH; solubilização independente

da diminuição do pH; solubilização depende mais na natureza dos ácidos

orgânicos produzidos que da acidez total, como verificado com vários fungos

solubilizadores. O enxofre compondo a cisteína e metionina, estando presente

também em várias vitaminas (tiamina, biotina). Na natureza, o enxofre sofre

uma série de transformações, as quais são exclusivamente realizadas por

microrganismos. A principal fonte de enxofre para os microrganismos

corresponde aos sulfatos inorgânicos ou H2S. Grande quantidade de S é

liberada na combustão dos fósseis e concentração elevadas encontram-se

próximos às áreas industriais onde a quantidade retornada ao solo é também

maior.S é perdido do solo principalmente pela lixiviação, dependendo o grau

em que o SO4-2 é perdido da precipitação, capacidade de retenção do sulfato

do solo, características de drenagem, presença e tipo de vegetação e

imobilização na microbiomassa. Outras perdas incluem erosão, retirada pelas

culturas, produção de H2S e compostos de S voláteis orgânicos.A deficiência

do S tem tornado mais frequente por maior uso de fertilizantes em fórmulas

sem S; redução na quantidade de S usado como pesticidas; rendimentos mais

altos das culturas e perdas da MOS; redução na quantidade de S que atinge o

solo em água de chuva ou deposição seca, pela adoção de sistemas de

controle de emissão de dióxido de S na atmosfera, oriundos da queima de

combustíveis fósseis e pelas usinas e indústrias. A mineralização é o processo

de maior importância em relação à disponibilidade para as plantas, já que as

formas orgânicas constituem a maior parte do enxofre do solo. Muitas espécies

de fungos, bactérias e actinomicetos atuam no processo de mineralização do

enxofre, utilizando a matéria orgânica como substrato para seu crescimento.

Isto ocorre tanto em condições de aerobiose como de anaerobiose, tendo-se

como produtos finais SO42- e H2S, respectivamente. A mineralização do

enxofre orgânico em solos bem drenados, que constituem a maior parte dos

solos bem cultivados, é influenciada por fatores de solo e clima e pelo manejo a

que os mesmos são submetidos. Os principais fatores são: formas do enxofre

inorgânico do solo, tipo de material orgânico adicionado ao solo, população

microbiana, temperatura, aeração, umidade e pH do solo. Estes fatores são

influenciados pelo manejo, sendo mais importantes os aspectos de

revolvimento e cultivo do solo, adição de resíduos orgânicos e a calagem. Os

fatores ambientais refletem-se na população e atividade microbiana. A fração

S-O (reduzível) do enxofre orgânico é a considerada de mais fácil

mineralização e então o seu teor no solo afeta as quantidades de SO42-

liberadas. A adição de materiais orgânicos com alta relação C/S pode provocar

a imobilização de SO42- da solução do solo, enquanto relações baixas

determinam maior taxa de mineralização dependendo do nível dos demais

nutrientes. A população microbiana afeta a mineralização, dependendo da

quantidade de microrganismos em de sua capacidade em hidrolisar compostos

com enxofre. A temperatura do solo afeta a mineralização de enxofre pelo

efeito sobre os microrganismos, sendo esta mais efetiva na faixa de 30-40ºC. O

mesmo efeito é proporcionado pela aeração e umidade. A mineralização é

maior em condições de aerobiose e no solo com umidade equivalente a 60-

80% da capacidade de campo. O pH do solo pode ser considerado o principal

fator que afeta a mineralização, devido o seu marcante efeito na população e

na atividade microbiana. O aumento do pH determina maior mineralização de

enxofre, principalmente em solos com maior teor de matéria orgânica. A faixa

mais favorável à mineralização de matéria orgânica encontra-se próxima à

neutralidade. A mineralização de enxofre no solo é maior na presença de

plantas em crescimento. Isto é provavelmente devido à maior atividade

microbiana na rizosfera das plantas e à excreção pelas raízes de substâncias

catalisadoras da decomposição da matéria orgânica. Por ser um processo

intensamente afetado por fatores ambientais, a mineralização de enxofre

apresenta flutuações estacionais. Em termos médios, estima-se que a taxa de

mineralização encontra-se entre 1 e 2% ao ano. O cultivo de solos virgens, por

seus efeitos nas condições de aeração, umidade e temperatura do solo e

conseqüentemente na atividade microbiana, provoca a redução do teor de

matéria orgânica e do enxofre orgânico. Observa-se com o tempo a diminuição

do teor de enxofre total e orgânico no horizonte superficial e o aumento do

enxofre em horizontes subsuperficiais pelo efeito de lixiviação. Em solos de

cerrado, há um decréscimo de 25 a 75% no teor de enxofre orgânico após seu

cultivo por 20 a 30 anos. A mineralização do enxofre orgânico, com liberação

de SO42-, pode ocorrer por processos químicos, quando o solo é submetido a

tratamentos físicos, como secagem e umedecimento. Esse fenômeno é

comprovadamente não biológico, pois é imediato e o SO42- é liberado em

quantidades maiores daquelas obtidas pela incubação do solo sob condições

adequadas para a mineralização. Enxofre nas Plantas: Avaliação da

Disponibilidade de Enxofre no Solo para as Plantas e as Deficiências causadas

pela Ausência de Enxofre As fontes de enxofre para as plantas incluem o

enxofre orgânico e inorgânico do solo, o enxofre das águas de precipitação e

irrigação, o SO2 atmosférico e o enxofre veiculado por fertilizantes e pesticidas,

logo, podemos deduzir que o enxofre disponível no solo para as plantas é

aquele em formas químicas que podem ser absorvidas pelas raízes.

Entretanto, o conceito de disponibilidade envolve também formas de enxofre

que podem a curto ou médio prazos ser transformada por processos físicos,

químicos ou biológicos em formas que possam ser absorvidas pelas plantas.

Geralmente os métodos utilizados para estimar o enxofre baseiam-se no uso

de extratores químicos em amostras de solos coletadas antes do cultivo e são

desenvolvidos em estudos que utilizam apenas a camada superficial do solo.

Assim, não são consideradas as contribuições pela mineralização do enxofre

orgânico, da atmosfera e do enxofre do subsolo, e as perdas por lixiviação que

podem ocorrer durante o cultivo. Os metais no solo originam-se da

intemperização dos materiais de origem e de fontes antropogênicas como

pesticidas e fertilizantes, rejeitos orgânicos e industriais, mineração e queima

de combustíveis, irrigação e deposição atmosférica.Os metais encontram-se

em formas diversas no solo, como: solúveis em água, retidos nos sítios de

troca, adsorvidos ou complexados aos colóides orgânicos e inorgânicos,

insolúveis precipitados ou oclusos pelos óxidos de Fe e Mn, como minerais

primários, e nos compostos orgânicos e inorgânicos adicionados pelos

resíduos.Os metais passam por uma biociclagem no solo através da absorção

pelas plantas, biomassa microbiana e transformações em formas livres ou de

quelato que se equilibram com as demais formas encontradas no solo. Os

metais podem sofrer lixiviação ou ser absorvidos pela microbiota e pela

vegetação. Após a morte das plantas, os metais acumulam-se na serrapilheira,

sendo liberados durante a mineralização, fechando assim o ciclo.Os

microrganismos e os metais disponíveis interagem de modo muito intenso por

dois processos distintos: a biacumulação e a biossorção.A acumulação celular

resulta da absorção metabólica e da translocação ativa para dentro da célula,

resultando na bioacumulação, geralmente para garantir as funções biológicas,

embora nem sempre isso aconteça para atender a uma necessidade

nutricional, enquanto a sorção no envelope celular se dá por meio de

processos não metabólicos, resultando na biossorção.Os metais pesados

exerce grande efeito adverso sobre os microrganismos e processos

microbianos no solo, comprometendo a funcionalidade do ecossitema como

sua própria ciclagem.O metal alcança o solo por várias formas, onde constitui

dois estoques principais: disponível e não disponível. Quando disponível, é

absorvido pelas plantas, podendo entrar na cadeia trófica ou sendo devolvido

ao solo onde será liberado novamente após a decomposição do resíduo

orgânico, podendo acumular-se em forma disponível ou não. Se não for

absorvido, poderá ser lixiviado e, assim, contaminar o lençol freático.Diversos

microrganismos são capazes de reduzir Hg+2 para se autoprotegerem da sua

ação tóxica e não para obtenção de energia. O produto dessa redução é volátil

e menos tóxico, representando, assim, um mecanismo de destoxificação do

meio para garantir o crescimento microbiano.O Fe e Mn tem sua

disponibilidade muito influenciada pela atividade de microrganismos que atuam

nos processos de oxirredução, controlando a sua biodisponibilidade. O Fe

envolve transformações de oxirredução dos minerais, precipitação e dissolução

e ainda sua mineralização ligado à MO. A oxidação do Mn são realizadas por

bactérias quimioutotróficas.A disponibilidade de outros metais, como Zn,

também é afetada pelos microrganismos através de seus efeitos indiretos no

pH, produção de ácidos orgânicos e mineralização da MO.

já ouviu falar em nem oito nem oitenta. Tudo bem que meti o pau mais de uma vez por conta de resumos que não diziam nada, mas a idéia é sintetizar pelo menos um pouco. De modo geral está bastante bom, mas tem algumas pérolas, como "O solo juntamente com o ambiente edáfico"... deste modo ficam parecendo duas coisas distintas, quando o ambiente edáfico É o solo... além disto, a ciclagem de nutrientes não tem relação próxima com a agregação do solo, e os pontos que levantou com relação a agregação são de manejo, não de fertilidade. A relação entre agregação e ciclagem é muito indireta, através da redução no teor de MO pela ciclagem se não houver novas entradas de C. há vários outros pontos como este, suspeito que em parte por querer escrever mais "bonito"

[1.000] Quais os dois principais grupos de microorganismos a

afetar especificamente o ciclo do P? Compare os mecanismos destes

grupos, e avalie como as diferenças afetam a importância relativa destes

grupos, e a ciclagem geral de P.

Fungos micorrízicos e microrganismos solubilizadores de fosfato

inorgâncico.Os microrganismos afetam diretamente a habilidade das plantas

em adquirirem P do solo por meio de vários mecanismos. Esses mecanismos

incluem: incremento da área superficial das raízes pela extensão do sistema

radicular (associações micorrízicas) ou pela promoção do crescimento de

raízes laterais e pêlos radiculares (promoção de crescimento por meio de fito-

hormônios); deslocamento do equilíbrio de adsorção, o que resulta numa

transferância de íons fosfato para a solução do solo ou incrementa a

mobilidade de formas orgânicas de Pi; e, estímulos de processos metabólicos

que são efetivos na solubilização e mineralização dp Po a partir de formas

poucos disponíveis de fósforo orgânico e inorgânico.

A mineralização é feita pelos microrganismos heterotróficos comuns que

produzem enzimas do tipo fosfatases, nucleases e fitases que atacam, por

exemplo, ésteres fosfatados e fosfato de inositol liberando HPO4 para a

solução. A grande maioria dos heterotróficos do solo tem ação mineralizadora,

sendo mais comuns os produtores de fitases. Os fungos, possuem maior

atividade hidrolítica de filatos que as bactéria.O controle da atividade hidrolítica

de fosfatos orgânicos é feito pela disponibilidade de P, fonte de carbono e pH

do solo, destacando-se em função do último as fosfatases ácidas e alcalinas. O

fitato é uma ótima fonte de P para os microrganismos, e as fitases serem

produzidas por vários seres vivos no solo, sua decomposição pode ser muito

limitada devido às reações de adsorção e precipitação com metais formando

filatos insolúveis.

ok, mas ficaria muito melhor se especificasse quem é quem. Da forma como escreveu, ficou parecendo que os solubilizadores aumentam a absorção, quando são as micorrizas.

[1.750] Considerando o modelo da biosfera apresentado na figura 1,

destaque como podemos interferir de forma controlada com práticas

agrícolas baseadas em microorganismos. Discuta em particular possíveis

efeitos de modificações de práticas agrícolas em pontos específicos do

ciclo apresentado.

Os fluxos biológicos do H, C, N, O, S, são levados em grande parte por

microrganismos catalisadores, termodinamicamente restrito a reações redox .

As reações biológica estabelecem limites mais baixos de energia externa

necessários para manter os ciclos. Em escalas de tempo geológicas de

reabastecimento, de C, S e P é dependente tectônicas, especialmente o

vulcanismo e erosão das rochas Por exemplo, o metano é formado por

Archaea metanogênicas de a redução de CO2 com H2. Se o hidrogênio é

suficientemente baixo, o processo inverso torna-se termodinamicamente

favorável; onde o metano é oxidado anaerobicamente pelas Archaea . Da

mesma forma, o ciclo do ácido oxidoacetato com CO2 com um rendimento

energético líquido. Em bactérias verdes sulfurosas, e em alguns

Archaebacteria, o mesmo ciclo é usado para assimilar CO2 em matéria

orgânica com energia líquida. O único processo biológico que faz N2 acessível

para a síntese de proteínas e ácidos nucléicos é a fixação de nitrogênio que é

um processo redutor que transforma a N2 em NH4+. Na ausência de oxigênio,

um terceiro grupo de microrganismos oportunistas usam NO2 e NO3 como

receptores de elétrons na oxidação anaeróbica da matéria orgânica.

O modelo da biosfera mostra os insumos básicos e saídas de energia e

materiais. Geoquímica (abióticos) as transformações são representadas na

parte superior (atmosférica) e inferior (tectônica e geotérmica) ,enquanto a

biológica estão representados no meio da biosfera e os sedimentos. O ciclo

biológico dos elementos não está completamente fechado devido a perdas por

sedimentação de carbono orgânico e nitrogênio, carbonato, sulfetos de metais,

sulfato e fosfato, e perdas para a atmosfera através da desnitrificação. Esse

modelo está intimamente relacionado com processos geológicos, hidrológicos e

biológicos, podendo avaliar o impacto ambiental causado por algum de um

agente tóxico.

O C é química e biologicamente ligado aos ciclos do O e H para formar os

compostos da vida. CO2 entra nos ciclos biológicos por meio da fotossíntese,

e, a síntese de compostos orgânicos constituídos de C, H, O, a partir de CO2 e

água, e energia proveniente da luz.. Os organismos vivos usam esse C e o

devolvem pelo processo inverso: o da respiração, decomposição e oxidação

dos organismos vivos. Parte desse C é enterrado dando origem aos

combustíveis fósseis. A formação dos sedimentos tectônicos contendo CO2 e a

subseqüente reciclagem e decomposição nos processos tectônicos têm um

tempo de residência de cerca de milhares de anos. A transformação do C

presente nos organismos vivos por sedimentação e intemperismo envolve uma

escala de tempo similar, embora as magnitudes sejam menores que para os

carbonatos. Contudo, tais fluxos naturais estão sendo superados em muito pela

quantidade de C que retorna à atmosfera pela queima dos combustíveis

fósseis. Esta é a maior perturbação ao ambiente global causada pelo homem.

Há ainda o desflorestamento e outras mudanças no uso da terra. O N é

essencial para todas as formas de vida, pois está presente na estrutura dos

aminoácidos. A maioria dos organismos não pode usar N2 diretamente sendo

necessária muita energia para quebrar a ligação N - N. Uma vez isolados, os

átomos de N podem converter-se em amônia, nitrato ou aminoácidos: o

processo chama-se fixação e só ocorre por ação da luz ou da vida. O processo

biológico é tão importante, que várias plantas estabelecem uma simbiose com

bactérias capazes de fixar nitrogênio. A diminuição de nitrogênio em solos

agrícolas pode ser reduzida por rotação de culturas. Ex: soja, que fixa N, pode

estar em rotatividade com milho, que não fixa, e, assim, aumentar a fertilidade

do solo. Se as bactérias apenas fixassem nitrogênio, N2 seria removido da

atmosfera. As bactérias também realizam o processo inverso: a imobilização.

Tanto a remoção de N2, como a incorporação são processos controlados por

bactérias. N é fertilizante e contaminante das águas subterrâneas. Fontes

industriais e descargas elétricas podem fixar N. N fixo significa N não ligado, ou

seja, N atômico. Fixação industrial é hoje a maior fonte de N. Óxidos de N são

formados a altas temperaturas quando N2 e O2 estão presentes. Os óxidos de

N são a maior fonte poluidora proveniente dos automóveis. N2O diminui a

camada de O3 na estratosfera. N é ao mesmo tempo essencial e tóxico. É

essencial a todas as formas de vida e participa de vários processos industriais,

liberando produtos tóxicos.Quanto aos seus efeitos no efluxo de CO2 para a

atmosfera, entre as práticas agrícolas destacam-se as operações de aração e

gradagem, as quais constituem o denominado preparo convencional do solo.

Essas operações intensificam os processos microbianos responsáveis pela

volta do C da matéria orgânica do solo e de resíduos vegetais para a

atmosfera, seja na forma de CO2 de solos em condições aeróbias ou CH4 de

solos inundados. Desta forma, a não utilização de preparos baseados no

revolvimento intenso do solo pode ser uma alternativa com potencial de reduzir

o efluxo desses gases de solos agrícolas para a atmosfera.

os ciclos são levados para onde mesmo? tem várias frases muito truncadas, como "Em escalas de tempo geológicas de reabastecimento, de C, S e P é dependente tectônicas, especialmente o vulcanismo e erosão das

rochas", a tal ponto que dão a impressão de que não foram escritas, mas sim montadas. Sugiro fortemente que aumente a atenção com o que escreve.

[1.200] A grande intensidade da ciclagem de P pelo biomassa

microbiana deve apresentar maior importância em solos com maior ou

menor capacidade de fixação de nitrogênio? Como seria possível utilizar

esta ciclagem do ponto de vista agronômico?

Com uma maior FBN pois o N é correlacionado com o P, estando juntos

na matéria orgânica influenciando na dinâmica e ciclagem no solo. Durante a

reciclagem do MO no solo, parte vai para a biomassa microbiana que, apesar

de ser um reservatório pequeno de P, representa elevada taxa de reciclagem.

A biomassa microbiana recicla cerca de 70 vezes mais P por ano que a

fitomassa, colocando em evidência sua importância no ponto de vista

agronômico.

As associações com microrganismos solubilizadores de P estão entre os

fatores que influenciam no potencial das espécies ou cultivares em absorver P

do solo.A produção de inoculantes contendo bactérias fixadoras de nitrogênio

já é prática de rotina em laboratórios de microbiologia do solo, e as bactérias

em geral, são um grupo de microrganismos que estão também entre os

principais responsáveis pelo mecanismo de solubilização de fosfatos. Os

gêneros bacterianos com o maior potencial para utilização como inoculantes

para as culturas são Pseudomonas, Bacillus, Rhizobium, Burkholderia,

Achromobacter, Microccocus, Aereobacter e Flavobacterium . Em virtude desta

grande variedade de organismos, a utilização de bactérias solubilizadoras de

fosfato inorgânico (BSFI) depende do conhecimento de suas características,

entre as quais, a capacidade de solubilização, que varia com o microrganismo

e as condições do ambiente .

não tenho a menor idéia do que você tentou dizer, de tantas direções diferentes em que foi ao mesmo tempo. Por exemplo, não mencionou em que situação a ciclagem orgânica seria mais importante, e a solubilização de P inorgânico que deve ser o que você queria dizer com a parte de inoculante no fim não tem absolutamente nada a ver com o ponto da pergunta, que é a ciclagem do P orgânico.

se livrou só porque eu errei a pergunta em relação à minha intenção inicial, que era disponibilidade de P.

[3.600] Sintetize o capítulo de forma a permitir o entendimento

geral do assunto.

Neste capítulo intitulado “Transformações bioquímicas e ciclos dos

elementos no solo” os autores aprofundam o conhecimento dos fatores que

determinam a ciclagem dos elementos os quais têm predominância nos

organismos vivos, dando ênfase para os elementos Carbono, Nitrogênio,

Fósforo, Enxofre e, por último, os autores explanam sobre o ciclo dos metais,

suas fontes, transformações e a sua capacidade de se tornarem elementos

poluidores.

O ciclo dos elementos e suas transformações são mediados pelos organismos,

sendo estes processos biológicos, responsáveis pela disponibilidade de

diversos elementos químicos necessários às diversas formas de vida do

planeta. Os microrganismos atuam de forma direta ou indiretamente exercem

papel na decomposição de material orgânico, mineralização, imobilização

orgânica, reações de oxidação/redução, solubilização, precipitação e

volatilização de diversos elementos presentes no sistema solo-planta tais

como: H, O, C, N, P, S, K, Ca, Si, Mg, Fe, Mn, Cr, Cl, As, Se, Zn, Cd e Hg.

Devido à influência humana no meio ambiente, grandes impactos nos ciclos

biogeoquímicos dos elementos através dos ciclos hidrológicos e de sedimentos

têm sido observados. Podemos citar: (a) a queima de combustíveis fosseis e a

mudança no uso da terra que têm aumentado 13% o fluxo de C-CO2 para a

atmosfera; (b) 108% da elevação do fluxo de N reativo é devido à queima de

combustíveis fósseis e produção de fertilizantes; (c) A magnitude do fluxo de

fósforo tem aumentado devido ao aumento da mineração deste elemento

aproximadamente 400%; (d) aumento da liberação emissão de S,

aproximadamente 113%, devido a queima de combustíveis fósseis e pelo

desmatamento; (e) os fluxos de O e H (H2O) tem desbalanço de 16% entre a

precipitação e o uso da água e (f) a carga de material em suspensão nos rios

tem aumentado 200%. Essas alterações têm fortes implicações no

funcionamento dos ecossistemas por aumentar as quantidades de formas

reativas dos elementos e interferir nos componentes bióticos. Sendo que, os

componentes bióticos dos ecossistemas são essenciais para garantir a

ciclagem dos nutrientes no sistema vegetação-solo. De forma generalizada, a

vegetação absorve os elementos da solução do solo e os assimila em seus

tecidos com a ajuda da energia solar; ao final do ciclo, são depositados no solo,

sendo degradados pelos microrganismos, mineralizados, liberando parte para a

atmosfera e parte para a solução do solo, podendo ser novamente absorvido

pelas plantas, formando um ciclo. O funcionamento dos ecossistemas envolve

processos de ganho (entradas) e perdas (saídas) de carbono e nutrientes,

determinando a intensidade e o balanço desses processos opostos, o grau de

sustentabilidade do ecossistema ou a eficiência daqueles manejados para

produção agrícola. Os ecossistemas são sustentados por três pilares principais:

fluxo de energia, ciclagem de nutrientes e biodiversidade. Se o ecossistema

sofrer interferência que leve à perda de energia, redução da biodiversidade e

retirada de nutrientes (ciclo aberto), ele terá sua sustentabilidade

comprometida. Um fato que comprova a eficiência da ciclagem de nutrientes é

o fato que pequena proporção de nutrientes permanece na matéria morta. Nas

florestas de clima temperado, onde predominam situações que limitam a

atividade microbiana, os elementos acumulam-se mais no solo e serrapilheira.

Os resíduos destas regiões apresentam elevados teores de compostos

aromáticos e baixos teores de bases (K, Ca, Mg), o que dificulta sua

decomposição. Já a alta intensidade dos processos biológicos nas condições

tropicais contribui para a elevada fragilidade do ecossistema. Por isso, solos

sob vegetação natural, quando desmatados, são mais produtivos que aqueles

cultivados, pois os nutrientes estocados são reciclados em pouco tempo,

consumindo grande parte da matéria orgânica do solo, que se oxida

rapidamente. Este processo é grandemente observado na região amazônica

em que a instalação de lavouras após o desmate é altamente produtiva, sendo

que com os sucessivos cultivos a produção alcança patamares que não

propiciam a atividade agrícola. As ações antrópicas, como o desmatamento,

poluição química da atmosfera e solo, o uso de produtos industriais

(fertilizantes e pesticidas), alteram os fluxos dos elementos, exercendo enorme

influência em seus ciclos.

De forma geral, o ciclo do carbono (C) termina ao atingir os sedimentos

oceânicos, onde se acumulará nas camadas mais profundas, principalmente

em formas inorgânicas. Antes de ser depositado nestas camadas o C circula

pelos componentes da biosfera, resumidamente no sistema solo-planta-

atmosfera. Esse ciclo é regulado por processos de oxirredução, os quais

determinam os fluxos de CO2 para compostos orgânicos e, desses para CO2 e

CH4. Tais processos controlam os fluxos e determinam os ganhos e as perdas,

representando fonte e dreno de C entre o solo e a atmosfera, sendo esses

fluxos também denominados seqüestro (dreno) e emissão (fonte) de C do solo

para a atmosfera. Estima se que, aproximadamente metade do C

fotoassimilado pelas plantas é consumido na respiração dos seres vivos para

manutenção e crescimento. Admitisse que quando a razão da quantidade total

de nutrientes na vegetação em relação ao solo for maior que 1,0, o sistema é

pouco sustentável, pois depende essencialmente da reciclagem, e qualquer

interferência na vegetação compromete a estabilidade do ecossistema, como

ocorre em florestas sob solos arenosos e pobres em reservas nutricionais.

As ações antrópicas no planeta têm causado aumento no C-CO2 e C-CH4 da

atmosfera. Isto tem forte relação com o controle térmico da terra, um efeito nos

dias atuais disto é o conhecido “efeito estufa” responsável pelo aquecimento do

planeta e alteração de vários ecossistemas. Avaliam que metade da emissão

de CO2 para a atmosfera é proveniente da oxidação da matéria orgânica do

solo. O ciclo do C é resumido a dois grandes fluxos principais que controlam o

balanço desse elemento ou desbalanço: a fotossíntese e a respiração. O

enriquecimento global de gases da atmosfera é devido, principalmente, à

queima de combustíveis fósseis e ao desmatamento. Enquanto que a depleção

é devida, principalmente, a incorporação do C nos tecidos das plantas, sendo

que grande parte do C fotoassimilado pelas plantas é depositado no solo. O

input anual de C para o solo é de 40 a 68 Gt ano-1, o que corresponde a quase

15% de CO2 atmosférico, enquanto a biota terrestre respira globalmente de 40

a 60 Gt ano-1 de CO2. A retenção de carbono no solo, além de melhorar sua

qualidade (melhora a retenção de água e nutrientes, diminui a susceptibilidade

à erosão etc.), pode representar importante serviço ambiental. É importante

salientar que cerca de 30% de C dos solos mundiais encontram se nos solos

dos trópicos, onde existe grande pressão sobre as terras cultivadas e florestas

nativas, as quais, se destruídas, contribuirão duplamente para o aumento do C

atmosférico. Comparativamente, solos manejados sob sistema de plantio direto

podem seqüestrar aproximadamente 40% mais carbono do que solos com

manejo convencional, o que representa uma alternativa para retirar parte do

excesso de CO¬2 da atmosfera, tornando o cultivo agrícola mais

conservacionista. Deve-se levar em conta que o cultivo agrícola, seja ele

convencional ou plantio direto, requer mecanização, corretivos e uso de

fertilizantes, especialmente dos nitrogenados para aumentar a produção de

biomassa vegetal e que, consome-se energia e libera-se CO2. Para

estabelecer o balanço geral da atividade agrícola, existe o conceito de

“Potencial de mitigação do aquecimento global” (PMAG) que corresponde ao

balanço líquido entre C-retido e C-CO2 (equivalente) total emitido. Existem

algumas práticas que auxiliam o seqüestro de carbono no solo como: (a) a não

remoção dos restos culturais; (b) evitar o revolvimento do solo; (c) manter o

solo sempre coberto por vegetação; (d) praticar rotação de culturas, pousios e

promover a diversidade biológica no agrossistema; (e) adotar práticas de

manejo integrado; (f) promover a integração de sistemas agrossilvopastoril

(integração lavoura-pecuária) e (g) propiciar ações para recuperação de solos

degradados ou marginais. A perda do C-orgânico do solo tem conseqüências

ecológicas e econômicas, devido às funções que a matéria orgânica exerce no

solo como: (a) funções locais (solo), melhoria das propriedades funcionais do

solo (química, física e biológica) e (b) funções fora do local: redução de

sedimentos em corpos d’água, filtração de poluentes, biodegradação de

substâncias tóxicas etc. Outro aspecto interessante no contexto da emissão de

gases do efeito estufa e a atividade biológica do solo é a relação com a

temperatura. Os autores citam que a elevação da temperatura de 25 para 35C,

triplicou a quantidade de C mineralizado. Assim, é razoável supor que, a cada

aumento da temperatura global da atmosfera, corresponderia maior liberação

de C-CO2 pelos solos das regiões temperadas, onde, inclusive, existe maior

quantidade de carbono armazenado no solo, representando alto potencial de

aceleração do impacto nas mudanças globais do clima. Outro aspecto de

grande importância no ciclo do C é a produção e absorção de CH4 no solo, e a

acumulação de C em solos anaeróbios ou encharcados. O principal fator na

acumulação de MO em solos anóxicos é a redução da atividade da enzima

fenoloxidase, o que permite o acúmulo de compostos fenólicos. E esses, são

potentes inibidores das enzimas hidrolíticas responsáveis pela biodegradação

orgânica resultando, assim, em acúmulo de resíduos no solo.

Na reciclagem de materiais de matriz orgânica, substâncias orgânicas de

origem doméstica, agrícola, urbana e industrial, atenção deve ser dada, pois,

estes substratos podem conter substâncias tóxicas aos seres vivos e ao solo,

sendo necessária a submissão desses resíduos a tratamentos específicos

como estabilização química em reatores ou compostagem antes da disposição

no solo. Das suas transformações, ocorrem processos que merecem atenção

especial como: (a) liberação de gases malcheirosos e metais tóxicos; (b)

liberação ou formação de substâncias orgânicas poluentes que podem atuar

como mutagênicos, teratogênicos e carcinogênicos; (c) contaminação do solo e

águas e (d) transmissão de doenças. A aplicação em solos agrícolas de

matrizes orgânicas (biossólido, lodo de esgoto etc.) é geralmente alternativa

viável para disposição final do lodo ou biossólido. Como medida de segurança,

alguns parâmetros técnicos já foram estabelecidos para a orientação na

aplicação agrícola de biossólidos como: contaminação de metais pesados no

material, limites de concentração de metais pesados no solo e taxa de

aplicação e carga máxima. Existem normas técnicas rigorosas para a aplicação

de resíduos sólidos no solo. O plano técnico de aplicação baseia-se em vários

aspectos, como: (a) classificação do material: tipo de resíduo, composição,

patógenos, matéria orgânica, taxa de mineralização e capacidade de

neutralização; (b) caracterização do local: localização na paisagem, tipo de solo

e uso da terra e cultura; (c) taxa de aplicação: N disponível, metais pesados,

teor de outros elementos e carga orgânica e (d) impactos ambientais: atração

de vetores, odores desagradáveis e outros impactos. A reciclagem pode

contribuir muito para a sustentabilidade do planeta, mas pode também causar

problemas se não for técnica e corretamente planejada e conduzida.

O nitrogênio pode ser encontrado majoritariamente na litosfera, rochas, fundo

dos oceanos e sedimentos, na atmosfera e biosfera. O N da matéria viva

encontra-se predominantemente nas plantas (94%), achando-se os 6%

restantes nos animais (2%) e microbiota (4%). De todos os elementos que

circulam no sistema solo-planta-atmosfera, o que sofre maior número de

transformações bioquímicas no solo é o nitrogênio, que apresenta ciclo

universal onde se distinguem três subciclos chamados: elementar, autotróficos

e heterotróficos. O subciclo elementar representa a conexão entre as formas

vivas e os compartimentos dominantes na terra e na atmosfera, sendo

representado pela desnitrificação e fixação biológica de N2. O subciclo

autotrófico inclui a atividade das plantas, fotossíntese e formação de

compostos orgânicos nitrogenados como substratos primários para os

microrganismos heterotróficos, cuja atividade representa o subciclo

heterotrófico desse elemento, caracterizado pela mineralização, dissipação de

energia da matéria orgânica e produção de formas inorgânicas de N no solo. A

fixação de N2 é a principal via de adição de N no sistema solo-planta,

contribuindo com mais do dobro do que é aplicado via fertilização mineral.

Desnitrificação e lixiviação são os principais processos de perda de N do solo

e, juntos, contribuem com 72% do total de N perdido. As interferências

antrópicas sobre o ciclo de N são muito intensas e de grande significado

influenciando nas transformações e fluxos desse elemento no sistema solo-

planta-atmosfera.

A maior parte do N do solo encontra-se na forma orgânica, normalmente como

proteínas, peptídeos, quitina, peptídeoglicano, ácidos nucléicos, bases

nitrogenadas e uréia. A mineralização do N do solo ocorre,

predominantemente, nas frações menos representativas, em termos de

quantidade da matéria orgânica do solo, como a biomassa e a sua função

ativa. A maior parte da MOS é composta de frações de difícil decomposição,

estudos indicam que apenas cerca de 2 a 5% do reservatório de N-orgânico

total do solo é mineralizado a cada ano. A mineralização do N envolve,

inicialmente, a ação de peptidases extracelulares que quebram as proteínas,

liberando peptídeos e aminoácidos. A amonificação é definida como a

conversão de N-orgânico em amônia, ocorrendo através de diferentes reações

de desaminação (hidrolítica, oxidativa, redutiva e dessaturativa). A NH3

produzida nestas reações se equilibra no solo com H2O formando NH4+, que é

absorvido pelas plantas ou sofre nitrificação pelos microrganismos. A

assimilação do N ocorre por duas rotas metabólicas principais, que envolvem

compostos orgânicos intermediários oriundos do ciclo de Krebs, alfa-

cetoglutorato e aspartato/glutamato. O alfa-cetoglutorato transforma-se em

glutamato, que, por ação da glutamina sistetase, o transforma em glutamina

(transaminação). Esses produtos aminados são empregados na síntese de

aminoácidos essenciais à síntese protéica de novas células, onde os

compostos hidrogenados podem ocorrer em formas complexas. Esse é o

principal processo químico responsável pela imobilização biológica de N. Na

sequência do ciclo, o produto da mineralização, NH3, converte-se em

condições aeróbias a NO3-, por meio da nitrificação, podendo ter vários

destinos. As bactérias e seus predadores, as amebas, são os principais

microrganismos responsáveis pela maior mineralização de N no solo cultivado,

enquanto que, os anelídeos têm participação maior na mineralização de N em

solos sem cultivo, pois esses organismos são danificados pela interferência

mecânica no solo. A mineralização de N é influenciada pelos fatores que

controlam o crescimento e a atividade microbiana no solo, como pela

quantidade ou taxa de aplicação do resíduo. A taxa de mineralização de N é

um processo essencial ao ecossistema e, portanto, indicador da qualidade do

solo. A mineralização/imobilização é intensa em condições aeróbias e,

pequena, em condições de anoxia.

Continuando o ciclo, o amônio continua a sofrer transformações, convertendo-

se em NO2-, que, imediatamente, converte-se em NO3-, processo chamado de

nitrificação. Os procariotos quimioautotróficos são os principais facilitadores

desse processo, mas não são os únicos, pois pode ocorrer a nitrificação

heterotrófica por fungos em certas condições e, recentemente, ficou

demonstrado que leguminosas fixadoras de N2 também fazem nitrificação na

parte aérea. A nitrificação microbiana do amônio a nitrato é realizada por

bactérias quimiautotróficas que usam a nitrificação como fonte de energia para

fixação de CO2. A nitrificação pode ser dividida em duas etapas: 1º. Nitritação,

que é a transformação do amônio a nitrito mediada, por exemplo, por bactérias

do gênero Nitrossomonas, e 2º. Nitratação, que é a transformação do nitrito a

nitrato, realizada por bactérias do gênero Nitrobacter. A nitrificação em plantas

não era conhecida até recentemente, quando se demonstrou que algumas

leguminosas fixadores de N2 sintetizavam a partir da asparigina e acumulam o

ácido 3-nitropropiônico que é um composto tóxico que é convertido em N

inorgânico (NO3-, NO2-) na parte aérea de onde retorna ao solo via

serrapilheira. A nitrificação bacteriana é a principal via de nitrificação no solo,

sendo influenciada por vários fatores, como: (a) aeração; (b) temperatura; (c)

umidade; (d) reação do solo; (e) fertilizantes; (f) matéria orgânica e relação

C:N; (g) fatores tóxicos. No solo o NO3- pode ser: (a) ser absorvido por plantas;

(b) utilizado por microrganismos; (c) sofrer lixiviação; (d) sofrer redução

(desnitrificação). Como a maioria das plantas assimila preferencialmente NO3-,

seu bom desenvolvimento é freqüentemente dependente da nitrificação

biológica e, por isso, a capacidade nitrificadora é um bom indicador de

fertilidade do solo, tornando esse processo é de grande importância ecológica

e agronômica. Elevadas taxas de nitrificação podem implicar os seguintes

fatores: (a) eutrofização de mananciais; (b) problemas de saúde ao homem e

animais, quando ingerido em grandes quantidades; (c) formação de

nitrosamina que possui ação carcinogênica e (d) a geração de produtos

poluentes (NO3-) ou precursores de gases atmosféricos também poluentes.

Como uma etapa seguinte à amonificação, a nitrificação exerce papel

fundamental nos mecanismos de perda de N no solo, principalmente naqueles

em forma gasosa ou por lixiviação. Por possuir um ciclo aberto na natureza, N

sofre constantes perdas, tornando-se o nutriente que mais limita o crescimento

das plantas e a produção agrícola mundial.

Os processos redutivos de N culminam com a produção de gases, que por

representar as perdas de N do solo, causam a destruição da camada de ozônio

(O3). A redução do nitrato ocorre por meio de vários mecanismos, como: (a)

redução assimilatória; (b) quimiodesnitrificação; (c) respiração do nitrato; (d)

redução dissimilatória de NO3- para NH4+ e (e) desnitrificação respiratória.

A desnitrificação consiste na redução bioquímica de formas oxidadas a formas

gasosas (N2 e N2O), envolvendo quatro fases redutivas catalisadas por

diferentes enzimas do periplasma, membrana e citoplasma bacteriano. A

desnitrificação é um processo de grande importância geoquímica e ambiental,

porém muito complexa. Nas bactérias desnitrificantes, as formas oxidadas de N

atuam como aceptores terminais de elétrons oriundos da oxidação de

substratos reduzidos. Esse processo representa a principal via de perda de N

do solo para a atmosfera. 20 a 30% do N aplicado na agricultura não são

recuperados devido à desnitrificação ou volatilização. Podemos citar como os

principais fatores que regulam a desnitrificação, sendo: (a) umidade e aeração

do solo; (b) pH e temperatura e (c) teor de nitrato e de carbono. Além de

representar prejuízo para a agricultura, a desnitrificação contribui para o

estreitamento da camada de ozônio e para o efeito estufa. Os autores citam

que existem alguns nitrificadores que também são desnitrificadores. A

nitrificação desnitricante ocorre com maior intensidade em solo fertilizado com

muito N-mineral, elevados teores de matéria orgânica e baixa oxigenação.

Vários processos abióticos também contribuem para alterações nos teores de

N mineral do solo, incluindo a fixação nas argilas e colóides orgânicos e

reações com substâncias húmicas. O nitrato é a forma de N mais móvel no

solo, e por não serem adsorvidas as partículas do solo, está sujeita a lixiviação.

Para evitar perdas excessivas de N, sempre é recomendado o parcelamento da

adubação nitrogenada.

O fósforo é um elemento imprescindível para a vida. Ele faz parte de

biomoléculas como ácidos nucléicos e ATP. Os organismos vivos absorvem

fósforo na forma de ortofosfato solúvel, esse nutriente é obtido da solução do

solo onde a concentração é geralmente muito baixa. A absorção de fósforo é

um processo ativo que acontece contra um forte gradiente de concentração,

tendo-se em vista que, no citoplasma, deve-se manter uma concentração entre

5 a 10 mM. Devido à alta exigência pelas plantas e à baixa disponibilidade no

solo, esse nutriente é quase sempre muito limitante ao crescimento delas, que

geralmente apresentam grande déficit nutricional de P. O ciclo do P é aberto e

flui das rochas para o fundo dos oceanos, tendo maior intensidade entre a biota

e o solo. O P é um agente potencial de poluição ambiental, eutrofização de

rios, e estratégico para a agricultura, visto ser um recurso finito. A principal

fonte de P para os seres vivos são as rochas fosfáticas que constituem um

recurso natural não renovável que precisa ter seu uso racionalizado, pois se

estima que as reservas de P se esgotarão nos próximos 80 a 100 anos.

Calcula-se que aproximadamente 75% do P aplicado ao solo são perdidos ou

ficam retidos nas suas partículas, o que contribui para seu acúmulo nos solos

cultivados.

A reciclagem do P é intimamente relacionada com a dos outros elementos via

matéria orgânica. Devido à alta concentração de P nos microrganismos, P é o

segundo nutriente mais abundante na matéria orgânica do solo. Ele tem forte

influência na imobilização de C e N em sistemas biológicos; o acúmulo de C, N,

P e S na matéria orgânica dependem do conteúdo de P no material de origem,

exercendo, portanto, influência na fertilidade do solo. Nos sistemas agrícolas,

especialmente nos Brasileiros, P e N representam os nutrientes que mais

limitam a produção. A maior parte do P ocorre em fração mineral ligada aos

óxidos de Fe e Al nos solos ácidos, e a Ca nos neutros e alcalinos. O P

orgânico do solo é encontrado principalmente na forma de fosfato de inositol,

fosfolipídios, e nucleotídeos. A maior parte das reservas de P do solo é não

lábil, estando quimicamente muito estável e difícil de torna-se disponível às

plantas. A fração lábil é geralmente menor que 5% de P do solo. Como as

plantas e os microrganismos absorvem P da solução do solo, os processos

químicos abióticos e bióticos que controlam as transformações e absorção

desse elemento são importantes fatores do seu ciclo e da produtividade

agrícola. Os mecanismos de transformação de P no solo envolvem além da

retenção ou fixação nas partículas do solo por processos químicos, a liberação

ou solubilização da fração de transição (lábil), mineralização e imobilização

biológica mediados pelos microrganismos. As transformações de P são

reações com forte influência microbiana, principalmente na mineralização,

imobilização e absorção, processos que controlam a dinâmica das

transformações e os fluxos dos elementos no ambiente. Apesar de pouco

reativo no solo, P, quando atinge os corpos d’água, geralmente arrastado pela

erosão ou como rejeitos diversos, exerce grande impacto ambiental nos

ecossistemas, principalmente, na eutrofização dos mananciais hídricos.

Diversos microrganismos, incluindo isolados de bactérias, actinomicetos,

fungos e protozoários, são capazes de hidrolisar P de muitos compostos

orgânicos através da produção de fosfatases, cuja atividade pode ser um

indicador da transformação da MOS. Durante a reciclagem de material

orgânico no solo, parte vai para a biomassa microbiana que, apesar de ser um

reservatório pequeno de P, representa elevada taxa de reciclagem de P. A

biomassa microbiana recicla cerca de 70 vezes mais P por ano que a

fitomassa, colocando em evidência a importância dos processos biológicos no

ciclo desse elemento. A mineralização é influenciada por inúmeros fatores, em

especial pelas condições ambientais que interferem na densidade e atividade

microbiana e pela mineralogia do solo. A imobilização de fosfato é mais

provável de se dar quando o ortofosfato disponível no solo estiver em

condições abaixo da exigida pela microbiota. A quantidade de P imobilizada é

diretamente relacionada à de biomassa. Os microrganismos absorvem mais P

mineralizado que as plantas. A decomposição e a mineralização de P no solo

ocorrem simultaneamente com a de C e seguem a mesma dinâmica discutida

para N. A principal fração de P-mineralizável no solo é a biomassa, tendo

indicação que até a metade desse P pode ser mineralizada por ano. A grande

maioria dos heterotróficos do solo tem ação mineralizadora, sendo mais

comuns os produtores de fitases. Os fungos, em geral, possuem maior ação

hidrolítica de fitatos que as bactérias, embora as fitases sejam também

produzidas por bactérias, plantas e animais. As nucleases são produzidas,

principalmente, pelos microrganismos rizosféricos e as fosfolipases pelos

actinomicetos. O controle as atividade hidrolítica de fosfatos orgânicos é feita

pela disponibilidade de P, fonte de carbono e pH do solo, destacando-se em

função do último as fosfatases ácidas e alcalinas. Os microrganismos são as

principais fontes de enzimas mineralizadoras de fosfatos. As frações

moderadamente lábeis de P contribuem com 80 a 90% do P mineralizado. A

mineralização difere bastante em relação às condições ambientais. Estima-se

que no clima temperado a mineralização de P varia de 1 a 10% por ano do total

orgânico, enquanto nos trópicos essas taxas atingem 15 a 20% de P-orgânico,

representando importante mecanismo para a disponibilidade do nutriente.

Vários grupos de microrganismos do solo ou da rizosfera são capazes de

extrair ou solubilizar P de frações insolúveis no solo e de fosfatos inorgânicos

naturais pouco solúveis. A solubilização de P pode resultar da produção de

CO2 e de ácidos orgânicos oriundos da mineralização de C-orgânico e da

produção de enzimas e de compostos quelantes e complexantes pela

microbiota. Outros mecanismos, como a produção de ácidos inorgânicos, são

também importantes na solubilização dos fosfatos inorgânicos. Embora exista

maior número de bactérias solubilizadoras do que de fungos, estes apresentam

maior capacidade de solubilização. Diversas bactérias são reconhecidamente

solubilizadoras de fosfato como gêneros de Pseudomonas e Bacillus que são

empregados como fertilizantes. Os fungos que destacam-se são Aspergillus

niger, A. flavus e outras espécies deste gênero. A solubilização de P é uma

competência ubíqua da microbiota, alcançando 40 a 70% dos isolados das

sementes, de 10 a 40% de isolados de rizosfera e de cerca de 20% de isolados

do solo. Essa capacidade existe até mesmo entre fitossimbiontes, como rizóbio

e fungos micorrízicos. A competência para a solubilização varia entre espécies

microbianas e as formas químicas de fosfato. A maioria é capaz de solubilizar

fosfatos de cálcio, mas poucas são capazes de solubilizar fosfatos de Al e Fe.

A utilização dos genes para solubilização do fosfato já são bastante

conhecidos, contudo, seu uso é restrito na biotecnologia ou não praticado

devido à possibilidade deste gene se difundir com outras espécies microbianas

e causar danos ambientais como a eutrofização mananciais d’água.

A presença de microrganismos na rizosfera geralmente facilita a absorção de P

pelas plantas, mas há evidências que a translocação na planta pode ser

reduzida. Diversas bactérias causam alterações biológicas na rizosfera e

fisiológicas na planta, em especial nas raízes, que resultam de melhor

absorção de P. A produção de substâncias húmicas durante a decomposição

da MOS que pode competir com o íon H2PO4- por superfície de adsorção,

constituindo uma superfície protetora sobre os sesquióxidos coloidais. Isso

contribui para menor fixação do P para aumentar P-lábil no solo. Como as

reservas de fosfato conhecidas são finitas, qualquer estratégia que prolongue

sua vida útil terá grande impacto para a existência humana no planeta.

O enxofre é também um elemento essencial para todos os seres vivos, pois é

necessário para síntese de aminoácidos que constituem as vitaminas, os

hormônios e as enzimas. A maior parte do S está na atmosfera, por causa das

atividades humanas, como a queima de fósseis e da vegetação, predominando

na forma de SO2, que pode ser absorvido diretamente do ar pelas plantas ou

levado ao solo pela chuva. Em forma inorgânica, predomina nos solos a SO42-,

embora compostos de oxidação mais baixos sejam também encontrados como

sulfetos, sulfito etc. O S é perdido do solo principalmente pela lixiviação,

dependendo o grau em que o SO42- é perdido por precipitação, temos a

capacidade de retenção do sulfato do solo, características de drenagem,

presença e tipo de vegetação e imobilização na microbiomassa são alguns

fatores que podem contribuir para a aretenção ou lixiviação do S. Outras

perdas incluem erosão, retirada pelas culturas, produção de H2S e compostos

de S voláteis orgânicos. A principal fonte de S no solo é a pirita (FeS2), que

ocorre em rochas ígneas. É um elemento essencial às plantas, cujas

deficiências têm-se tornado mais freqüentes devida a: (a) maior uso de

fertilizantes sem S na fórmula; (b) redução da quantidade de S utilizada como

pesticida; (c) rendimento mais alto das culturas e perdas da matéria orgânica

do solo; (d) redução da quantidade de S que é depositada no solo pela chuva.

S existe em várias formas e estados de oxidação e sofre semelhantes

transformações biológicas, como: sulfato (SO42-), sulfito, tiossulfato etc. Em

seus estados reduzidos (S2-, S0) S é fonte de energia metabólica para

algumas bactérias quimiolitotróficas, que usam HS- e O2 para gerar energia e

sintetizar compostos orgânicos a partir de CO2. Em seu estado oxidado (SO42-

), é aceptor de elétrons para o metabolismo respiratório de bactérias redutoras

de sulfato.

Em torno de 90% do S presente na camada arável do solo, acha-se na forma

orgânica em frações distintas e em estreita relação com as quantidades de C,

N, e P. A maioria está diretamente ligada ao carbono (C-S), como nos

aminoácidos, e outra na forma de éster (C-O-S), sofrendo ambas as frações

mineralização, produzindo SO42-. Os aminoácidos são a principal forma de

ligação C-S, representando em torno de 30% do S do solo, enquanto ésteres

sulfatados constituem de 30 a 75% de S orgânico total. Quantidade razoável de

S é encontrada na biomassa microbiana constituindo uma reserva que pode

ser mineralizada tal como ocorre com os outros nutrientes no solo. Em solo

aerado, o ciclo do enxofre resume-se basicamente na

decomposição/mineralização de S-orgânico e na rápida imobilização de SO42-

inorgânico. A decomposição é feita pelos heterotróficos, havendo várias rotas

aeróbias e anaeróbias dos compostos sulfatados, envolvendo desde a

oxidação como fonte de energia à quebra de ligações “ésteres” pelas

sulfatases, produzindo S-SO4 ou H2S como intermediário à dessulforilação

pelas dessulfidrases. A mineralização de S é influenciada por todos os fatores

que afetam o crescimento e a atividade microbiana no solo. A mineralização de

S, na presença de plantas, é maior que no solo sem planta.

O enxofre sofre inúmeras reações de redução e oxidação no solo. Os

processos de redução podem ser dissimilatórios de SO42- e S0 para S2- e

assimilatórios desses para S-orgânico. A ação das bactérias redutoras de

sulfato esta relacionado à poluição, corrosão, degradação de depósitos

minerais e tratamento de efluentes, sendo sua presença freqüentemente

indicada por cor escura e cheiro característico de H2S.

Os metais no solo originam se da intemperização dos matérias de origem e de

fontes antropogênicas como pesticidas e fertilizantes, rejeitos orgânicos e

industriais, mineralização e queima de combustíveis, irrigação e deposição

atmosférica. A combustão de carvão mineral é a atividade que contribui com o

maior número de metais poluentes para o solo, seguidas pela deposição de

lodo de esgoto e resíduos da indústria petrolífera e siderúrgica. Os metais

encontram-se em formas diversas no solo, como: solúveis em água, retidos nos

sítios de troca, adsorvidos ou complexados aos colóides orgânicos e

inorgânicos, insolúveis precipitados ou oclusos pelos óxidos de Fe e Mn, como

minerais primários, e nos compostos orgânicos e inorgânicos adicionados pelos

resíduos. Os metais passam por uma biociclagem no solo através da absorção

pelas plantas, biomassa microbiana e transformação em formas livres ou de

quelato que se equilibram com as demais formas encontradas no solo. Os

elementos metálicos, portanto, além de sofrer inúmeras transformações, estão

também sujeitos à mineralização e à mobilização pela biomassa microbiana. A

imobilização microbiana dos metais é muito pequena e pouco relevante nos

fluxos desses elementos. Minerais insolúveis contendo K, Ca e Mg podem ser

solubilizados pelos microrganismos, o que constitui importante mecanismos de

pedogênese e de controle da disponibilidade desses elementos no solo. A

produção de ácidos orgânicos é o mecanismo mais comum de ataque biológico

à minerais da crosta terrestre. Os microrganismos podem transformar certos

metais por meio de mecanismos bioquímicos diferenciados, como metilação e

desmetilação. Por exemplo, a metilação de Hg é um mecanismo de sua

destoxificação. Vários fungos e bactérias fazem metilação de metais como As,

Hg, Se via co-enzima metilcobalamina. Ao mesmo tempo em que os

microrganismos transformam esses elementos, sua densidade, atividade e

diversidade são influenciadas por concentrações elevadas de certos metais no

solo.

Os microrganismos e os metais disponíveis podem interagir por dois

processos: a bioacumulação e a biossorção. A acumulação celular resulta da

absorção metabólica e da translocação ativa para dentro da célula, resultando

na bioacumulação, geralmente para garantir as funções biológicas, embora

nem sempre isso aconteça para atender a uma necessidade nutricional,

enquanto a sorção no envelope celular se dá por meio de processos não

metabólicos, resultando na biossorção. A absorção ocorre para todos os metais

inclusive os radioativos. A absorção e a bioacumulação são processos de

imobilização de metais importante na biorremediação. A bioacumulação celular

dos metais é regulada metabolicamente por proteínas como metalotioneínas.

Materiais capsulares das células microbianas contêm metabólitos, como

moléculas de baixo peso molecular e agentes complexantes ou quelantes,

como, por exemplo, os sideróforos e as melaninas e glomalina, que são

eficazes na retenção e complexação de metais.

O metal alcança o solo por várias formas, onde constitui dois estoques

principais: disponível e não disponível. Quando disponível, é absorvido pelas

plantas, podendo entrar na cadeia trófica ou sendo devolvido ao solo onde será

liberado novamente após a decomposição do resíduo orgânico, podendo

acumular-se em formas disponíveis ou não. Se não for absorvido, será lixiviado

e, assim, contaminar o lençol freático. Por exemplo, o mercúrio é um dos mais

perigosos poluentes. Diversos microrganismos são capazes de reduzir Hg2+

para se autoprotegerem. O produto desta reação Hg0 é volátil e menos tóxico.

A disponibilidade de nutrientes poluidores é muito influenciada pela atividade

de microrganismos que atuam nos processos de oxirredução, controlando sua

biodisponibilidade. A disponibilidade de outros metais, como o Zn, também é

afetada pelos microrganismos através de seus efeitos no pH, produção de

ácidos orgânicos e mineralização da matéria orgânica.

Uma possível e viável utilização destas características dos microrganismos de

utilização de metais é na remediação de locais contaminados, landfarming ou

biorremediação.

excelente, mas como as demais respostas poderia ser um pouco mais sucinta

[1.200] Quais os dois principais grupos de microorganismos a

afetar especificamente o ciclo do P? Compare os mecanismos destes

grupos, e avalie como as diferenças afetam a importância relativa destes

grupos, e a ciclagem geral de P.

Fungos e bactérias. A despeito de os fungos serem mais eficientes na

produção de enzimas hidrolíticas responsáveis pela mineralização de P, estes

microrganismos estão em menor número do que as bactérias. A capacidade de

solubilização de fosfato ocorre também em fitossimbiontes, rizóbio e micorrizas,

que promovem também sua maior absorção, sendo que os micorrizícos

arbusculares e ectomicorrízicos são responsáveis pela criação de um sistema

eficiente de mineralização/absorção de P com árvores florestais de clima

tropical, como discutido no artigo.

Ambos os grupos, sendo heterotróficos, têm os seus mecanismos ligados a

produção de enzimas do tipo fosfatase, nucleases e fitases, as quais atacam

ésteres fosfatados e fosfato de inositol liberando HPO42- para a solução do

solo.

Os mecanismos presenciados pelas bactérias (Bacillus e Peseudomonas,

algumas espécies destes gêneros, por exemplo) para aumentar a

disponibilidade e absorção de P pelas plantas correspondem a alterações

biológicas na rizosfera, devido principalmente a sua acidificação pela secreção

de ácidos orgânicos e, fisiológica nas plantas, criação de nódulos por rizóbio.

Já os fungos (Aspergillus niger e A. flavus, por exemplo) aumentam a absorção

de P por meio de mecanismos físicos, formando as micorrízas, possibilitando a

exploração de locais os quais as raízes não alcançam, fisiológicos, pela

alteração da cinética de absorção do P pelas plantas bem como as bactérias,

químico, ocasionando alterações no ambiente rizosférico também semelhante

às bactérias.

O acesso ao P orgânico e, generalizadamente, mediado pela mineralização

realizada pelos microrganismos decompositores, bactérias e fungos, contudo

um viés deste processo é que primeiramente estes microrganismos imobilizam

o P, visto que ambientes como a Amazônia o P do solo não se encontra

disponível para as plantas. Desta forma, uma maior atuação deste grupo de

microrganismo sobre o P orgânico da liteira causaria maior deficiência para as

plantas. No artigo os autores citam que o P inicial da liteira não se

correlacionou com a taxa de decomposição da mesma. Esta situação é

explicada pelo fato de as plantas no ambiente de floresta tropical, Amazônica,

dificultar a ação e diminuir a diversidade e densidade de microrganismos

decompositores devido à formação de liteira com elevado teor de compostos

inibidores de para os microrganismos, taninos, e de formar de carbono de difícil

decomposição, como a lignina.

Desta forma, a ciclagem de P para as plantas, em casos que o solo seja um

forte competidor pela imobilização de P e onde a disponibilidade de P é baixa,

pode ser favorecida pela associação com fungos micorrízicos ou prejudicada

pela imobilização promovida por bactérias heterotróficas. Neste caso, o

primeiro grupo de microrganismos, os fungos, promove a ciclagem mais rápida

do P no sistema solo-planta, enquanto as bactérias causam um ciclo mais

longo neste mesmo sistema. Adicionalmente, seria menor a quantidade de P

que poderia ser adsorvida pelas partículas minerais diminuindo o número de

transformações que P realizaria para voltar à planta.

excelente

[1.200] A grande intensidade da ciclagem de P pelo biomassa

microbiana deve apresentar maior importância em solos com maior ou

menor capacidade de fixação de nitrogênio? Como seria possível utilizar

esta ciclagem do ponto de vista agronômico?

Em solos com maior capacidade de fixação de N. Visto a necessidade

do suprimento de P para o “turnover” microbiano bem como sua atividade

metabólica necessitarem de grandes quantidades deste elemento e devido ao

fato que os solos que possuem maior fixação de nitrogênio consequentemente

fixarão maior quantidade de P, pois este elemento forma juntamente com o N

as principais formas de compostos orgânicos capazes de fornecer P no solo,

nucleotídeos, fosfolipídios e fosfato de inositol, o que pode representar em

alguns solos até 98% do P disponível. Então a sua imobilização acarretaria que

o P da própria biomassa microbiana teria que ser reaproveitado pelos

microrganismos. Mesmo sendo a biomassa microbiana um reservatório de

fósforo, pequeno em relação ao solo, o fósforo da biomassa possui intenso

fluxo devido a sua rápida reciclagem. Um fato importante da possibilidade de

utilização da biomassa microbiana para ciclagem e disponibilização de P para a

agricultura é devido ao fato que a biomassa microbiana recicla

aproximadamente 70 vezes mais P por ano do que a fitomassa. Portanto, a

biomassa microbiana pode se constituir em uma forma de “P-lábil” podendo

estar disponível para as plantas de forma mais rápida para sua absorção

possibilitando uma potencial criação de um sistema de liberação de P para as

plantas via biomassa microbiana.

ok, para a pergunta errada. agora foi que vi que tinha colocado fixação de N, quando a minha idéia era falar na disponibilidade de P.

[2.400] Discuta possíveis conseqüências da grande variação em

decomposições totais relatadas na tabela 1 do artigo, em particular no

que tange à possibilidade de generalizações a partir de apenas alguns

estudos de ciclagem de nutrientes. Ligue isto com a síndrome de baixa

decomposição mencionada em vários pontos do artigo, e avalie

conseqüências para a prática da adubação verde em culturas tropicais.

A grande variação nas taxas de decomposição, primeiramente, indica

que os modelos de decomposição estão subestimando as taxas de

decomposição reais, principalmente, como exposto no artigo, a taxa de

decomposição em florestas tropicais não parece ser rápida e sim lenta, o que

demonstra um viés da generalização de que em regiões tropicais com elevadas

temperaturas e umidade a taxa de decomposição é maior e mais rápida do que

em regiões de menor temperatura e umidade. Podemos concluir pela análise

da tabela que as espécies vegetais também possuem elevada contribuição

para a redução da decomposição da liteira seja pela produção de substâncias

tóxicas aos microrganismos decompositores (taninos), seja devido à liteira rica

em compostos de difícil degradação (lignina) estes dois, principalmente,

consistem em uma estratégia para menor imobilização de P e outros nutrientes

pelos microrganismos decompositores, o tipo de solo o qual poderá fornecer

maior quantidade de nutrientes ou não também exercem grande influência,

devido ao fato que facilitará a aquisição de nutrientes para a realização do

“turnover” microbiano bem como para as plantas, a pluviometria é essencial

visto o P no solo se deslocar por difusão, processo que necessita de filme

d’água para acontecer, o tempo da estação seca, a duração da avaliação, e o

método de avaliação da decomposição, o qual, costumeiramente, utiliza bolsas

com tamanho de malhas diferenciadas possibilita a contribuição da meso e

macrofauna, os quais não são contabilizados nos modelos atuais, mas estes

organismos possuem ação fundamental no processo de decomposição devido

a sua ação trituradora tornando o material mais susceptível ao ataque

microbiano, são fatores que contribuem para que as estimativas de taxa de

decomposição devam ser revistas, pois, estes estudos destroem as premissas

básicas dos modelos de decomposição atualmente utilizados que relacionam

decomposição com o teor de N, a relação Lignina:N e C:N. Portanto, em climas

tropicais a taxa de decomposição não esta estritamente relacionada com os

fatores climático, havendo portanto, necessidade de compreensão dos fatores

acima citados para a criação de um modelo que melhor descreva a degradação

da liteira em climas tropicais. A baixa decomposição descrita no artigo, não se

torna uma característica desfavorável às plantas das regiões tropicais, mas

sim, uma característica desejável. Em regiões em que o solo é pobre em

nutrientes existe uma intensa competição entre plantas e microrganismos,

sendo que os microrganismos levam vantagem em sua absorção. Devido

possuir maior área de absorção, maior afinidade pelos nutrientes e possuir taxa

de “turnover” elevada o que torna os microrganismos excelentes competidores.

A menor decomposição de material orgânico acarreta em menor imobilização

pela biomassa microbiana, o que favorece a absorção de P da liteira pelas

plantas, especialmente, quando associados com fungos micorrízicos. Além do

mais, solos pobres tendem a reter nutrientes, por exemplo, o P, de forma não

disponível para plantas ou microrganismos fato que é indesejável. Sendo

assim, quanto menor a taxa de decomposição menor a imobilização microbiana

e menor a possibilidade do solo reter nutrientes.

A adubação verde consiste na introdução de matéria orgânica diferente

daquela que é encontrada na região, portanto, pode ser uma matéria orgânica

de melhor qualidade, possuindo maior facilidade de degradação e liberação de

nutrientes. A utilização de matéria orgânica diferente da local favorece a

degradação da matéria orgânica do solo na sua forma de fácil degradação ou

recalcitrante, este mecanismo é conhecido como “efeito priming” o que acarreta

em maior liberação de nutrientes. Contudo, este manejo possibilitará a

exaustão das reservas orgânicas do solo mais rapidamente, fato que é

indesejável.

ok, mas a ligação com adubação verde ficou bem mais fraca do que o resto do texto. Além disto, não me consta que a parte recalcitrante do adubo verde seja particularmente menor do que em outros casos.

[2.000] Compare as reações de oxi-redução de metano e nitrogênio,

considerando a complexidade das comunidades microbiológicas que

realizam estas reações e o grau de semelhança entre as reações das duas

metades do ciclo. Compare também o lado energético dos dois conjuntos

de reações, indicando em particular que reações são exergônicas e

endergônicas, e possíveis implicações para os dois ciclos em termos de

estabilidade e direção geral dos fluxos de reações sob condições de

limitação de energia.

Ambas as reações de oxirredução ocorrem por meio de sintrofia de

microrganismos, interação metabólica intermicrobiana. O metano é formado

pela atuação de bactérias metanogênicas na redução de CO2 e H2. A redução,

síntese de compostos orgânicos, do metano ocorre primeiramente com a

redução do CO2 para carboidratos por meio de diversos organismos em meio

óxico (fotossíntese em algas, cianobactérias e plantas e bactérias

quimiolitotróficas) e anóxico (por bactérias fototróficas e homoacetogênicas)

sendo que por último as bactérias metanogênicas reduzem o CO2 utilizando

energia de carboidratos e formando metano (CH4). O metano pode ser

posteriormente oxidado em meio óxido pela metanotrófia bacteriana liberando

energia. A reação de redução do nitrogênio converte N2 em NH4+, esta reação

é catalisada pelo complexo da nitrogenase, específica de certos

microrganismos. Neste processo, as bactérias convertem uma molécula inerte

em outra com elevada energia, que pode ser utilizada por diversos outros

organismos, como as plantas. Na presença de oxigênio, o NH4+ pode ser

oxidado a nitrato (NO3-) em um processo denominado nitrificação, o qual

ocorre em duas etapas: nitritação e nitratação. Na nitritação ocorre à passagem

de NH4+ para NO2- com a liberação de 6e- esse processo é mediado pelas

bactérias do gênero Nitrossomonas. A nitratação corresponde à transformação

de NO2- e NO3- nesse processo ocorre à liberação de 2e- e é mediado pelas

bactérias do gênero Nitrobacter. Ambos os gêneros de bactérias utilizam essa

energia liberada por estes compostos reduzidos (NH4+ e NO2-) para

transformar CO2 em matéria orgânica. No último passo do ciclo ocorrerá a

formação de N2, “fechando” assim o ciclo do N.

Nas metades dos ciclos ocorre o predomínio de reações de oxidação

(respiração) transformando intermediários reduzidos em oxidados para

aquisição de energia. Em ambiente anóxico ocorre metanogênese,

fermentação e respiração os quais os seus produtos, intermediários de baixa

energia, oriundos da quebra de moléculas de alta energia, são utilizados na

fotossíntese anoxigênica. No meio óxico, a reação de oxidação predominante é

a respiração, sendo seus produtos oxidados, intermediários de baixa energia,

utilizados na fotossíntese oxigênica para produção de compostos reduzidos

como carboidratos e também temos a fixação de N2 a qual reduz N2 para

NH4+.

As reações de oxidação são exorgônicas (respiração, fermentação) e as de

redução são endorgânicas (fixação de N2, metanogênese, fotossíntese

oxigênica e anoxigênica).

No caso de limitação de energia, em ambos os fluxos, haveria uma tendência

termodinâmica a reversão de boa parte dos produtos mais reduzidos em

formas menos reduzidas liberando energia para o sistema e alcançando um

novo equilíbrio.

ok, mas não comparou a complexidade dos dois sistemas, nem mencionou que enquanto para metano os dois lados da reação podem ser frequentemente feitos pelos mesmos organismos, de modo geral as duas metades para nitrogênio são por gêneros diferentes de bactérias.

[1.200] É possível um sistema produtivo ser fechado do ponto de

vista ecológico, mesmo desconsiderado o Carbono? Justifique sua

posição

Não. Se a finalidade do sistema é produção, portanto, haverá uma saída

de grande parte do que foi produzido em um local para outro. Essa exportação,

por exemplo, pode acontecer na forma de grãos e qualquer outra forma de

massa seca que seja retirada da área, ocorrendo com isso à saída via matéria

seca de diversos nutrientes e quantidades diferentes dos nutrientes, sendo

necessário que esses nutrientes sejam repostos no solo por outros meios

como: adubação com esterco, pó de rochas, fertilizantes etc. provenientes de

outros lugares e, principalmente, mesmo na natureza os ciclos dos elementos

são abertos, no caso do P, processos erosivos arrastam esse elemento

retirando-o do ciclo de uma determinada região e depositando em outras.

Portanto, o ciclo é aberto.

excelente

[1.200] A grande intensidade da ciclagem de P pelo biomassa

microbiana deve apresentar maior importância em solos com maior ou

menor capacidade de fixação de nitrogênio? Como seria possível utilizar

esta ciclagem do ponto de vista agronômico?

Com uma maior capacidade de FBN uma vez que o N e o P estão juntos

na matéria orgânica, e estes influenciam na dinâmica e ciclagem dos nutrientes

no solo. A dinâmica do P em solos é complexa, devido ao fenômeno de fixação

de P, isto é, à transformação de P-lábil em P não-lábil.

Do ponto de vista agronômico, a biomassa microbiana recicla cerca de setenta

vezes mais P por ano que a fitomassa, dessa forma fica claro a importância da

ciclagem de P. As associações com microrganismos solubilizadores de P estão

entre os fatores que influenciam no potencial das espécies ou cultivares em

absorver P do solo. A produção de inoculantes contendo bactérias fixadoras de

nitrogênio já é prática de rotina em laboratórios de microbiologia do solo, e as

bactérias em geral, são um grupo de microrganismos que estão também entre

os principais responsáveis pelo mecanismo de solubilização de fosfatos.

O fósforo exerce papel importante no metabolismo vegetal, participando da

fotossíntese, respiração, armazenamento e transferência de energia,

transferência de genes e reprodução, além de ser o macronutriente mais

limitante para o crescimento e a produção agrícola em condições brasileiras.

muito semelhante, porém menos confusa do que a primeira resposta a esta mesma pergunta. No entanto, assim como ela não pegou o ponto principal, que seria favorecer a conservação máxima da MO do solo, para ter um maior componente de P orgânico (portanto protegido da imobilização

química). Além disto, também não discutiu em quais solos a ciclagem orgânica seria mais importante, que são os com baixo P. do mesmo modo que na resposta anterior a esta pergunta, se livrou pelo meu erro na questão, que deveria ser sobre o teor de P do solo, não a fixação de N.

[3.600] Sintetize o capítulo de forma a permitir o entendimento

geral do assunto.

Os processos biológicos possuem um papel importante, estes regulam

as transformações e fluxos de materiais na biosfera, desempenhando o

controle na disponibilidade dos vários elementos químicos necessários às

diversas formas de vida do planeta.

O fluxo dos elementos é bastante complexo e apresenta forte relação e

influência do clima e de ações antrópicas sobre os ecossistemas. Os

elementos em forma solúvel vão para a solução do solo, onde são

influenciados por transformações bióticas e abióticas. Esses nutrientes ao

serem depositados no solo via necromassa são transformados pelos

organismos heterotróficos liberando-os totalmente ou parcialmente em forma

mineral disponível, completando assim a parte de seu ciclo na natureza.

A interferência humana tem causado grande impacto nos ciclos

biogeoquímicos dos elementos através dos ciclos hidrológicos e de

sedimentos, destacando-se a queima de combustíveis fósseis e a mudança no

uso da terra têm aumentado o fluxo de C-CO2 para atmosfera; a queima de

combustíveis fósseis e a produção de fertilizantes têm elevado a intensidade do

fluxo de N reativo; a mineração de fontes de fósforo tem aumentado a

magnitude do fluxo desse elemento na biosfera; a queima de combustíveis

fósseis e da biomassa terrestre tem contribuído para elevar a emissão de S

para a atmosfera.

Os principais processos de transformação bioquímica que regulam a ciclagem

dos elementos no sistema solo-planta-atmosfera são fotossíntese,

decomposição, mineralização, amonificação, imobilização, nitrificação,

desnitrificação, fixação biológica, solubilização, oxidação e oxi-redução. Estas

alterações têm fortes implicações no funcionamento dos ecossistemas por

aumentar as quantidades de formas reativas dos elementos e interferir nos

componentes bióticos.

O funcionamento dos ecossistemas envolve processos de ganhos e perdas de

carbono e nutrientes, determinando a intensidade e o balanço desses

processos opostos, o grau de sustentabilidade do ecossistema ou a eficiência

daqueles manejados para produção agrícola. O solo juntamente com o

ambiente edáfico, é à base de sustentação da pedosfera onde se distribuem os

ecossistemas, cujos pilares de sustentação são os seguintes: fluxo de energia,

ciclagem de nutrientes e biodiversidade.

Se o ecossistema sofrer interferência que leve à perda de energia, redução da

biodiversidade e retirada de nutrientes, ele terá a sustentabilidade

comprometida. Por outro lado, ecossistemas com entrada de nutrientes,

manutenção da biodiversidade, equilíbrio biológico e conservando energia

terão sua sustentabilidade mantida. Ficam claras as funções que os

organismos do solo desempenham direta ou indiretamente no funcionamento

dos ecossistemas, no entanto, verifica-se que a distribuição dos nutrientes

entre os componentes do ecossistema é bastante variável.

Solos sob vegetação natural, quando desmatados, são mais produtivos que

aqueles cultivados, pois os nutrientes estocados são reciclados em pouco

tempo, consumindo grande parte da matéria orgânica do solo, que oxida

rapidamente, quando a vegetação é retirada.

O carbono é o elemento fundamental na constituição das moléculas orgânicas,

sendo utilizado primariamente pelos seres vivos presente no ambiente,

combinado ao oxigênio e formando as moléculas de gás carbônico presentes

na atmosfera, passa a fazer parte da biomassa através da fotossíntese. O

carbono é absorvido pelas plantas, uma vez incorporado às moléculas

orgânicas dos produtores, poderá seguir dois caminhos, ou será liberado

novamente para a atmosfera na forma de CO2, como resultado da degradação

das moléculas orgânicas no processo respiratório, ou será transferido na forma

de moléculas orgânicas aos animais herbívoros quando estes comerem os

produtores. Os animais, através da respiração, liberam à atmosfera parte do

carbono assimilado, na forma de CO2. Os solos ricos em matéria orgânica em

decomposição apresentam grande concentração de CO2.

O gás carbônico presente na atmosfera é importante componente do efeito

estufa, um fenômeno atmosférico natural, que ocorre porque gases como o gás

carbônico (CO2), vapor de água (H2O), metano (CH4), ozônio (O3) e óxido

nitroso (N2O) são transparentes e deixam passar a luz solar em direção à

superfície da Terra. Esses gases são praticamente impermeáveis ao calor

emitido pela superfície terrestre aquecida (radiação terrestre). O seqüestro de

carbono refere-se a processos de absorção e armazenamento de CO2

atmosférico, com intenção de minimizar seus impactos no ambiente, já que se

trata de um gás de efeito estufa (GEE). A finalidade desse processo é conter e

reverter o acúmulo de CO2 atmosférico, visando a diminuição do efeito estufa.

Para que mantenha o sequestro de C recomenda-se: não remover os restos

culturais do solo, mantendo-os na superfície como cobertura morta; evitar o

revolvimento do solo, conservando-o sem cultivo mecânico reduzido ao

mínimo; mantê-lo sempre coberto por vegetação com abundante sistema

radicular e a máxima diversidade possível; praticar rotação de culturas, pousios

e rotação no uso de agroquímicos para ampliar a diversidade biológica no

agrossistema; adotar práticas de manejo integrado para maximizar o uso de

recursos e, assim, minimizar a aplicação de insumos químicos; promover a

integração de sistemas de produção agrosilvopastoril; propiciar ações para

recuperação de solos degradados ou marginais.

O esgotamento de carbono orgânico do solo tem consequências ecológicas e

econômicas, pois a matéria orgânica tem numerosas funções locais para o solo

e fora dele, tornando-se um valioso recurso natural. A elevação do CO2 da

atmosfera pode inibir a decomposição microbiana devido à maior absorção de

N do solo pela vegetação. Esse mecanismo tem suas raízes nas

transformações bioquímicas realizadas pela comunidade microbiana do solo

que em hipótese contribuirá para amenizar os impactos do aquecimento global

e as biológicas, garantindo produtividade igual ou superior em relação aos

sistemas de manejo tradicionais com revolvimento do solo.

Em solo naturalmente anaeróbio, o estoque de C orgânico tende a ser maior do

que em solo aeróbio, visto que a decomposição de materiais orgânicos naquela

condição é menor. Os microrganismos anaeróbios são menos eficientes em

termos de decomposição do que os organismos aeróbios. A relação com o

CO2 acontece através da decomposição aeróbia da MOS por bactérias, fungos

e actinomicetos, como forma de obtenção de energia e de nutrientes para seus

processos vitais.

A função de transformar o nitrogênio existente no ar atmosférico em formas

assimiláveis para plantas e animais - Fixação Biológica de Nitrogênio (FBN) - é

realizada por bactérias fixadoras de nitrogênio e algumas algas azuis

(cianobactérias), sendo a enzima universal conhecida como nitrogenase.

O nitrogênio fixado pode, ainda, ser transformado em nitrato, forma que

também é disponível para as plantas. O nitrogênio é o sexto em abundância no

universo. Constitui cerca de 78% do volume atmosférico. Em combinação com

outros elementos, ocorre nas proteínas; no salitre-do-chile (nitrato de sódio,

NaNO3), muito usado como fertilizante; na atmosfera, na chuva, no solo e no

guano (adubo natural formado a partir da decomposição dos excrementos e

cadáveres de aves marinhas), sob a forma de amônia e sais de amônio; e na

água do mar, como íons de amônio (NH4+), nitrito (NO2-) e nitrato (NO3-).

Atuando sobre os produtos de eliminação desses consumidores e do

protoplasma de organismos mortos, as bactérias mineralizam o nitrogênio

produzindo gás amônia (NH3) e sais de amônio (NH4+), completando a fase de

amonificação do ciclo, NH4+ e NH3 são convertidos em nitritos (NO2-) e,

posteriormente, no processo de nitrificação, de nitritos em nitratos (NO3-) por

um grupo de bactérias quimiossintetizantes. Quando os decompositores atuam

sobre a matéria orgânica nitrogenada (proteína do húmus, por exemplo)

liberam diversos resíduos para o meio ambiente, entre eles a amônia (NH3).

Combinando-se com a água do solo, a amônia forma hidróxido de amônio que

ionizando-se, produz NH4+ (íon amônio) e OH- (hidroxila). Esse processo de

decomposição, em que compostos orgânicos nitrogenados se transformam em

amônia ou íon amônio, é conhecido como amonização. As bactérias

quimiossintetizantes oxidam os íons e, com a energia liberada, fabricam

compostos orgânicos a partir do CO2 e água, definindo a quimiossíntese. A

oxidação dos íons amônio produz nitritos como resíduos nitrogenados, que são

liberados para o meio ambiente.

O nitrogênio entra constantemente na atmosfera pela ação das bactérias

desnitrificantes, e continuamente retorna ao ciclo pela ação das bactérias ou

algas fixadoras de nitrogênio (biofixação). Essas duas formas de nitrogênio são

os compostos facilmente utilizáveis pelas plantas verdes. Os nitritos liberados

pelas bactérias nitrosas (Nitrosomonas e Nitrosococcus) são absorvidos e

utilizados como fonte de energia por bactérias quimiossintetizantes do gênero

Nitrobacter. Da oxidação dos nitritos formam-se os nitratos que, liberados para

o solo, podem ser absorvidos e metabolizados pelas plantas. À conversão do

nitrito (ou ácido nitroso) em nitrato (ou ácido nítrico) dá-se o nome de

nitratação. A ação conjunta das bactérias nitrosas (Nitrosomonas e

Nitrosococcus) e nítricas (Nitrobacter) permite a transformação da amônia em

nitratos. A esse processo denomina-se nitrificação e às bactérias envolvidas

dá-se o nome de nitrificantes. Os componentes dos tecidos vegetais e animais

que são incorporados ao solo são decompostos por microrganismos

heterotróficos, que decompõem macromoléculas em monômeros mais simples,

como foi visto.

Parte dos compostos simples e da energia liberada é utilizada pelos

microrganismos para seu próprio metabolismo e para sua reprodução. A

reprodução dos microrganismos provoca um aumento da biomassa no solo,

imobilizando parte dos nutrientes que estavam contidos nos resíduos. Desta

forma, este aumento de biomassa representa uma imobilização temporária dos

nutrientes, do carbono e da energia que se encontravam originalmente nos

tecidos vegetais e animais que compunham o resíduo, e que agora fazem parte

dos tecidos microbianos. O equilíbrio entre as taxas de mineralização e

imobilização pode ser bastante complexo. Este equilíbrio depende bastante da

quantidade de carbono no resíduo e da relação entre carbono e Nitrogênio,

Fósforo e Enxofre. Destas, a que é mais utilizada é a relação Carbono

Nitrogênio (C/N). Quando o resíduo é adicionado ao solo, o aumento da

população microbiana é estimulado pelo aporte de energia e nutrientes que o

resíduo representa.

Com este aumento da população microbiana, a demanda por oxigênio,

nutrientes, energia e carbono aumenta. Os tecidos microbianos possuem em

media uma concentração de 5% de N, o que resulta em uma relação C/N entre

20 e 30. Isto significa que os resíduos que possuírem uma relação C/N entre 20

e 30, fornecerão o nitrogênio necessário para a reprodução microbiana, não

havendo imobilização nem mineralização significativa no início do processo. Se

a relação C/N for maior, significa que os microrganismos buscarão outras

fontes de N para satisfazer a demanda, e consumirão formas de nitrogênio que

estão disponíveis para a plantas, resultando em uma imobilização líquida e

podendo causar uma deficiência temporária de nitrogênio para as plantas. Se,

por outro lado, a relação C/N for menos que 20-30, haverá um excesso de N no

resíduo, que será mineralizado e desprezado pela microrganismos,

permanecendo disponível para as plantas já num primeiro momento. O

nitrogênio também pode ser oxidado a nitritos (NO2-) ou nitratos (NO3-) num

processo chamado de nitrificação, o qual é facilitado pela presença de certas

bactérias. Os óxidos nítricos (NO) e nitroso (N2O) são subprodutos destas

reações, as quais também contribuem para a emissão destes gases para a

atmosfera.

Quando os organismos morrem, certas bactérias são capazes de converter os

compostos orgânicos contendo nitrogênio em nitrato, amônia ou, por uma série

de reações químicas, em nitrogênio molecular, quando, então, retorna à

atmosfera. A redução de nitrato (NO3-) a espécies de nitrogênio sob forma de

gás (N2, N2O, NO), ocorre em processos químicos e biológicos e é chamada

de desnitrificação. Como resultado deste processo, o N2 atmosférico constitui o

principal reservatório de nitrogênio na Terra. A desnitrificação ocorre em toda a

superfície terrestre, num processo que reduz o nitrogênio desde o estado de

oxidação +V (NO3-) até zero (N2). Esse ciclo é fechado com o retorno do N2 à

atmosfera. O nitrogênio é um nutriente que apresenta outras peculiaridades

que dificultam ainda mais o seu manejo, originadas das múltiplas e complexas

reações bioquímicas que influenciam a sua dinâmica, disponibilidade e

eficiência no aproveitamento pelas plantas. A mineração do N-orgânico

depende principalmente dos teores relativos de C, N, S e P da matéria orgânica

e das atividades microbianas, as quais estão associadas às condições

ambientais como: temperatura, umidade, aeração e pH da solução do solo. O

processo inverso, no qual o N-mineral oriundo da decomposição da M.O, é

transformado em compostos orgânicos participando da composição de plantas

ou microorganismos, após a sua incorporação, é denominado de imobilização.

Devido à alta exigência das plantas e à baixa disponibilidade no solo, esse

nutriente é quase sempre muito limitante ao crescimento delas, que geralmente

apresentam grande déficit nutricional de P. À reciclagem do P no solo tem

estreita relação com os ciclos dos outros elementos via matéria orgânica.

Devido à alta concentração de P nos microrganismos, que pode atingir, por

exemplo, 2% da matéria seca nas bactérias, P é o segundo nutriente mais

abundante na matéria orgânica do solo.

Esse elemento tem forte influência na imobilização de C e N em sistemas

biológicos; o acúmulo de C, N, P e S na matéria orgânica dependem do

conteúdo de P no material de origem, exercendo, portanto, influência na

fertilidade do solo. Como as plantas e os microrganismos absorvem P da

solução do solo, os processos químicos abióticos e bióticos que controlam as

transformações e absorção desse elemento são importantes fatores do seu

ciclo e da produtividade agrícola.

Os microrganismos influenciam desde as transformações de P no solo ou na

rizosfera até a absorção e translocação na planta. As transformações de P,

portanto, representam um sistema complexo controlado por reações químicas

com forte interferência biológica como: mineralização, imobilização e absorção,

processos que controlam a dinâmica das transformações e os fluxos do

elemento no ambiente. A atividade microbiana é responsável pela

mineralização de P orgânico e atua também em outros processos no solo.

Vários grupos de microrganismos do solo ou da rizosfera são capazes, por

meio de mecanismos diversos de extrair ou solubilizar P de frações insolúveis

no solo e de fosfatos inorgânicos naturais pouco solúveis. A solubilização

depende da linhagem do microrganismo, do tipo de fosfato a ser solubilizado,

da acidez e da natureza dos materiais orgânicos produzidos, essa solubilização

é relacionada à diminuição do pH e/ou à produção de ácidos orgânicos de

acordo com as seguintes situações: solubilização dependente da acidez total;

solubilização independe da acidez total; solubilização depende da diminuição

do pH; solubilização independente da diminuição do pH; solubilização depende

mais na natureza dos ácidos orgânicos produzidos que da acidez total, como

verificado com vários fungos solubilizadores.

Na natureza, o enxofre sofre uma série de transformações, as quais são

exclusivamente realizadas por microrganismos. A principal fonte de enxofre

para os microrganismos corresponde aos sulfatos inorgânicos ou H2S. Grande

quantidade de S é liberada na combustão dos fósseis e concentrações

elevadas encontram-se próximos às áreas industriais onde a quantidade

retornada ao solo é também maior. O S é perdido no solo principalmente pela

lixiviação. Outras perdas incluem erosão, retirada pelas culturas, produção de

H2S e compostos de S voláteis orgânicos. A deficiência do S tem tornado

frequente pelo maior uso de fertilizantes em fórmulas sem S; redução na

quantidade de S usado como pesticidas; rendimentos mais altos das culturas e

perdas da MOS; redução na quantidade de S que atinge o solo em água de

chuva ou deposição seca, pela adoção de sistemas de controle de emissão de

dióxido de S na atmosfera, oriundos da queima de combustíveis fósseis e pelas

usinas e indústrias.

O processo de maior importância em relação à disponibilidade para as plantas,

já que as formas orgânicas constituem a maior parte do enxofre do solo é a

mineralização. Muitas espécies de fungos, bactérias e actinomicetos atuam no

processo de mineralização do enxofre, utilizando a matéria orgânica como

substrato para seu crescimento. Isto ocorre tanto em condições de aerobiose

como de anaerobiose. A mineralização do enxofre orgânico em solos bem

drenados, que constituem a maior parte dos solos bem cultivados, é

influenciada por fatores de solo e clima e pelo manejo a que os mesmos são

submetidos. Os principais fatores são: formas do enxofre inorgânico do solo,

tipo de material orgânico adicionado ao solo, população microbiana,

temperatura, aeração, umidade e pH do solo. Estes fatores são influenciados

pelo manejo, sendo mais importantes os aspectos de revolvimento e cultivo do

solo, adição de resíduos orgânicos e a calagem. Os fatores ambientais

refletem-se na população e atividade microbiana.

A temperatura do solo afeta a mineralização de enxofre pelo efeito sobre os

microrganismos, sendo esta mais efetiva na faixa de 30-40ºC. O mesmo efeito

é proporcionado pela aeração e umidade. A mineralização é maior em

condições de aerobiose e no solo com umidade equivalente a 60-80% da

capacidade de campo. O pH do solo pode ser considerado o principal fator que

afeta a mineralização, devido o seu marcante efeito na população e na

atividade microbiana. A faixa mais favorável à mineralização de matéria

orgânica encontra-se próxima à neutralidade. A mineralização de enxofre no

solo é maior na presença de plantas em crescimento. Isto se da devido à maior

atividade microbiana na rizosfera das plantas e à excreção pelas raízes de

substâncias catalisadoras da decomposição da matéria orgânica.

Em termos médios, estima-se que a taxa de mineralização encontra-se entre 1

e 2% ao ano. O cultivo de solos virgens, por seus efeitos nas condições de

aeração, umidade e temperatura do solo e conseqüentemente na atividade

microbiana, provoca a redução do teor de matéria orgânica e do enxofre

orgânico. Observa-se com o tempo a diminuição do teor de enxofre total e

orgânico no horizonte superficial e o aumento do enxofre em horizontes

subsuperficiais pelo efeito de lixiviação. As fontes de enxofre para as plantas

incluem o enxofre orgânico e inorgânico do solo, o enxofre das águas de

precipitação e irrigação, o SO2 atmosférico e o enxofre veiculado por

fertilizantes e pesticidas, o enxofre disponível no solo para as plantas é aquele

em formas químicas que podem ser absorvidas pelas raízes. Entretanto, o

conceito de disponibilidade envolve também formas de enxofre que podem a

curto ou médio prazo ser transformada por processos físicos, químicos ou

biológicos em formas que possam ser absorvidas pelas plantas. Geralmente os

métodos utilizados para estimar o enxofre baseiam-se no uso de extratores

químicos em amostras de solos coletadas antes do cultivo e são desenvolvidos

em estudos que utilizam apenas a camada superficial do solo. Assim, não são

consideradas as contribuições pela mineralização do enxofre orgânico, da

atmosfera e do enxofre do subsolo, e as perdas por lixiviação que podem

ocorrer durante o cultivo.

Os metais no solo originam-se da intemperização dos materiais de origem e de

fontes antropogênicas como pesticidas e fertilizantes, rejeitos orgânicos e

industriais, mineração e queima de combustíveis, irrigação e deposição

atmosférica. Os metais encontram-se em formas diversas no solo, como:

solúveis em água, retidos nos sítios de troca, adsorvidos ou complexados aos

colóides orgânicos e inorgânicos, insolúveis precipitados ou oclusos pelos

óxidos de Fe e Mn, como minerais primários, e nos compostos orgânicos e

inorgânicos adicionados pelos resíduos.

Os metais passam por uma biociclagem no solo através da absorção pelas

plantas, biomassa microbiana e transformações em formas livres ou de quelato

que se equilibram com as demais formas encontradas no solo. Os metais

podem sofrer lixiviação ou ser absorvidos pela microbiota e pela vegetação.

Após a morte das plantas, os metais acumulam-se na serrapilheira, sendo

liberados durante a mineralização, fechando assim o ciclo. Os microrganismos

e os metais disponíveis interagem de modo muito intenso por dois processos

distintos: a bioacumulação e a biossorção. A acumulação celular resulta da

absorção metabólica e da translocação ativa para dentro da célula, resultando

na bioacumulação, geralmente para garantir as funções biológicas, enquanto a

sorção no envelope celular se dá por meio de processos não metabólicos,

resultando na biossorção. Os metais pesados exercem grande efeito adverso

sobre os microrganismos e processos microbianos no solo, comprometendo a

funcionalidade do ecossitema como sua própria ciclagem.

O metal alcança o solo por várias formas, onde constitui dois estoques

principais: disponível e não disponível. Quando disponível, é absorvido pelas

plantas, podendo entrar na cadeia trófica ou sendo devolvido ao solo onde será

liberado novamente após a decomposição do resíduo orgânico, podendo

acumular-se em forma disponível ou não. Se não for absorvido, poderá ser

lixiviado e, assim, contaminar o lençol freático. Diversos microrganismos são

capazes de reduzir Hg+2 para se auto protegerem da sua ação tóxica e não

para obtenção de energia. O produto dessa redução é volátil e menos tóxico,

representando, assim, um mecanismo de destoxificação do meio para garantir

o crescimento microbiano. O Fe e Mn tem sua disponibilidade muito

influenciada pela atividade de microrganismos que atuam nos processos de

oxirredução, controlando a sua biodisponibilidade. O Fe envolve

transformações de oxirredução dos minerais, precipitação e dissolução e ainda

sua mineralização ligado a MO.

A disponibilidade de outros metais como o Zn, também é afetada pelos

microrganismos através se seus efeitos indiretos no pH, produção de ácidos

orgânicos e mineralização da matéria orgânica.

bem completo, mas daria para resumir um pouco mais sem perder as informações mais importantes.

[1.200] Discuta as conseqüências ecológicas locais e globais da

nitrificação. Como as práticas agrícolas afetam este processo?

As consequências ecológicas locais decorrem, essencialmente, das

emissões de dióxido de enxofre, óxidos de N e amônia, levando riscos de

acidificação e eutrofização do sistema solo-água. As atividades agrícolas,

particularmente as pecuárias intensivas, são muitas vezes responsáveis por

importantes emissões de amônia. O N2O é libertado a partir dos compostos

nitrogenados presentes nos solos, nos cursos de água, corretivos orgânicos e

nos adubos. No solo, o principal responsável por estas emissões é justamente

o processo de desnitrificação operado por diversos tipos de bactérias do solo,

dando origem à libertação de N2 e N2O em quantidades que dependem, entre

outros fatores, do pH do solo.

Quando lixiviado, o NO3- pode comprometer a qualidade das águas

superficiais e subterrâneas, além de provocar a eutrofização das águas

superficiais. A libertação de N2O é favorecida em solos ácidos, quando o nível

de nitrato ou de nitrito no solo é elevado e a concentração de oxigênio não é

muito baixa.

Já as consequências globais da nitrificação referem-se justamente a

contribuição do N2O para o processo de aquecimento global por meio de

incrementos no efeito estufa, causando redução da camada de ozônio, na

formação de N reativo que também é responsável pela destruição da camada

de ozônio, quando o NO3- é perdido para a atmosfera por meio de gases

produzidos em reações desse elemento no solo. Esse processo ocorre

principalmente em condições anaeróbias, onde todo o NO3- presente no solo

pode ser rapidamente perdido por meio dos gases da desnitrificação.

As práticas agrícolas desejáveis são as que servem como inibidoras da

nitrificação, uma vez que resultam na conservação do fertilizante nitrogenado

no solo e no aumento da eficiência de uso de N pela cultura. Teoricamente, ao

inibir a conversão de amônia, amônio e uréia em nitrato, podem-se reduzir as

perdas de N associadas aos processos de lixiviação e desnitrificação, atingindo

assim, benefícios ambientais e econômicos. Um bom inibidor de nitrificação

deve ser móvel, de forma que se mova junto com o fertilizante; persistente,

atuando no período que a cultura exigir e acima de tudo, economicamente

viável. Além disso, não pode ser tóxico aos organismos do solo, seres

humanos e animais.

suponho que a pecuária intensiva que esteja falando seja porco ou frango, ou então a leiteira do nordeste americano e oeste europeu... de resto ok

[1.000] Considerando o principal mecanismo de ação para a fauna

do solo descrito no trabalho, compare com o que acontece em uma

pastagem, em termos de ciclagem de nutrientes e distribuição espacial.

A presença de excretas é uma importante via de retorno de nutrientes

para as plantas em condições de pastagem. Nitrogênio (N), sódio (Na), Cloro

(Cl) e enxofre (S), são excretados em significativas proporções, tanto nas

fezes, quanto na urina destes animais. Alguns elementos são excretados

preferencialmente pela urina como o potássio (K), enquanto outros são pelas

fezes como o fósforo (P), cálcio (Ca), magnésio (Mg), cobre (Cu), zinco (Zn),

ferro (Fe) e manganês (Mn)). A presença dos excretos no pasto,

freqüentemente, provocam um aumento da produção de matéria seca nas

plantas próximas a eles localizadas devido ao aproveitamento de parte dos

nutrientes. Contudo, o aproveitamento dos nutrientes pode não acontecer de

maneira eficiente. Por exemplo, durante o pastoreio, 90 a 95% do N removido

com o consumo da forrageira são retornado, com as excreções, de maneira

concentrada a pequenas áreas da pastagem. Com as fezes, o aporte de N

pode contribuir significativamente para a nutrição da forrageira somente se

esse material for incorporado ao solo. Na urina, a principal fração nitrogenada,

que pode ser representada pela uréia, é rapidamente hidrolisada a amônio

(NH4+), que acarreta aumento do pH local gerando perdas substanciais de N

por volatilização da amônia. Todavia, para tal feito, deve-se considerar, além

da aquisição eficiente dos nutrientes dos excretos pelas plantas, a sua

distribuição na área do pasto, uma vez que a efetividade do retorno de

nutrientes das excretas nas pastagens depende da quantidade (número) de

excretos depositados, da proporção da área da pastagem ocupada, do grau de

uniformidade de sua distribuição, da taxa de nutrientes retornados e do

aproveitamento destes nutrientes pelas plantas.

acertou o principal efeito dos animais na ciclagem de nutrientes em pastagem, mas nem sequer mencionou a fauna do solo... a principal diferença é que a fauna do solo ajuda a melhorar a distribuição da liteira, ao incorporar e reduzir o tamanho das partículas, enquanto o animal na pastagem reduz o tamanho da partícula, mas concentra o material em pontos, com pior distribuição espacial.

[0.250] Considerando a reciclagem de materiais orgânicos, discuta

o que aconteceria em termos de ciclagem de nutrientes em escala

nacional caso o tratamento do esgoto e compostagem do lixo orgânico

fossem adotados em larga escala em todas as cidades brasileiras com

mais de 500 mil habitantes. O saldo desta modificação seria positivo,

negativo ou neutro, em sua opinião?

Com o aumento da reciclagem, consequentemente irá reduzir a

exploração mineral deste elemento, e diminuirá os impactos ambientais em

alguns locais. A maioria dos ambientalistas acredita que encorajar os hábitos

de reciclagem é uma ferramenta essencial na campanha de redução de

impacto global. E se parte da população estiver comprometida com a

reciclagem o reaproveitamento do lixo se desenvolverá de forma automática, e

retornará como uma ferramenta benéfica.

Considero que seja positivo, pois, haveria maior aproveitamento destes

nutrientes, fazendo com que eles retornassem ao ciclo solo-planta mais

rapidamente, podendo ser reutilizado na agricultura, etc., além do que, o P, por

exemplo, é um recurso esgotável, dessa forma qualquer forma de prolongar a

sua utilização torna-se de interesse.

resposta pouco técnica, e não discute a principal consequência em termos de ciclagem de nutrientes, que seria a exportação maciça de nutrientes do campo para as áreas peri-urbanas. O efeito seria positivo, já que mesmo exportando é melhor do que a alternativa de simples perda dos nutrientes, mas precisaria ser bem controlado. O ponto levantado com relação ao P é bastante importante, e este seria o nutriente mais fácil de retornar ao campo, já que há possibilidade de extrair um minério menos volumoso do que o resíduo propriamente dito.

[0.000] Considerando o modelo da biosfera apresentado na figura

1, destaque como podemos interferir de forma controlada com práticas

agrícolas baseadas em microorganismos. Discuta em particular possíveis

efeitos de modificações de práticas agrícolas em pontos específicos do

ciclo apresentado.

Não respondida