HISTÓRICO

Prof. Dr. Milton Luiz da Paz Lima

INSTITUTO FEDERAL GOIANO CAMPUS URUTAÍ

Curso de Tecnólogo em Gestão Ambiental

Disciplina de Microbiologia Ambiental

HISTÓRICO DA

BIOLOGIA DO SOLO

INTRODUÇÃO

Microbiologia do solo – suporte a agricultura

moderna;

Século XIX: adeptos da fundamentação biológica

ou Quimismo

“a fertilização do solo ocorria naturalmente por forças

biológica que aproveitam substâncias da própria

natureza”.

“só adubos fornecem os elementos encontrados nas

cinzas das plantas”.

INTRODUÇÃO

Fertilidade – microrganismos e mecanismos

bioquímicos mediados.

Solo – fonte inesgotável de diversidade – genes,

moléculas e microrganismos de interesse

comercial.

HISTÓRICO

Empiracamente os microrganismos eram utilizados.

Documentos a.C leguminosas para fertilizar o solo e

alimentos fermentados.

Anton van Leeuwenhoek, 1676 – construiu o

primeiro microscópio – “animáculos”, raspas de

dente, água e material vegetal.

Propulsionando todas as áreas da biologia.

HISTÓRICO

Dois séculos para ser considerada como ciencia –

derrubada da teoria da geracao espontanea.

Justus von Liebig e Berzelius – microrganismos

são matéria orgânica sem vida.

Louis Pasteur – demonstrou a existência de vida

sem ar e que cada tipo de fermentação era

creditado por um microrganismos específico.

Desenvolveu princípios de imunização e

pasteurização – pai da microbiologia.

HISTÓRICO

XIX – leguminosas com teores mais elevados de

N2 – sugestão de fixação de N2.

FBN – Boussingault, Lawes e Gilbert – contra

Liebig – FBN e nódulos - sítios do processos.

Lachman 1858 – observou bactérias nos nódulos

e sugeriu que estas nutrem as leguminosas.

SEQUÊNCIA HISTÓRICA DO SURGIMENTO

DA BIOLOGIA DO SOLO

I Uso de leguminosas para adubação verde. Observação da produção de vapores nos pântanos.

II. Observação do uso de produtos fermentados e destilados [XIV sumerianos, egípcios e babilônios].

III. Lentes com capacidade de ampliação de objetos [XVII Anton van Leeuwenhoek, Holanda]

IV. Propos sistema de classificação dos seres vivos [XVIII Carl von Linneus].

V. Profecia da fome x Adam Smith – fome vc aumento da população [1766-1834, Thomas Malthus, Inglaterra].

SEQUÊNCIA HISTÓRICA DO SURGIMENTO

DA BIOLOGIA DO SOLO

Teoria da humificação de materiais orgânicos e sua importância [Albrecht von Thaer, 1752-1828, Alemanha].

Transformação da MO é mediada por microrganismos e formação do humus [XIX, Charles C. de la Tour, França e Theodor Schwann, Alemanha].

Visões polarizadas entre o quimismo e os princípios biológicos [Berzelius e Liebig, Alemanha].

Interação de raizes com fungos [Vittadini, 1831, Itália]

Postula que N, P e K são requeridos para o crescimentos de plantas. Teoria da essencialidade dos nutrientes: reforça o “quimismo” [Liebig, 1840, Alemanha]

SEQUÊNCIA HISTÓRICA DO SURGIMENTO

DA BIOLOGIA DO SOLO

Avançou no estudo das relações entre fungos e

raízes [Nageli, 1842].

Valor das leguminosas para a fertilidade do solo

deve-se a sua capacidade de fixar biologicamente

o N atmosférico (FBN) [Lachman, Boussingault,

Lawes e Gilbert, França e Inglaterra]

Defensores do quimismo Liebig e Frank

SEQUÊNCIA HISTÓRICA DO SURGIMENTO

DA BIOLOGIA DO SOLO

Sintese do DDT em laboratório [Zeidler, phD

tese, 1874]

Elucidação da anaerobiose e confirmação de

vários processos microrbianos [Louis Pasteur,

1830-1900, França].

Deu sequência aos estudos da relação fungos-

raízes [Pfeffer, 1877].

Propoe o termo simbiose e sua definição [De

Bary, 1879].

Desenvolveram método da gelatina e propos

postulados de Koch [Koch et al., 1881,

Alemanha].

SEQUÊNCIA HISTÓRICA DO SURGIMENTO

DA BIOLOGIA DO SOLO

Estudando colonização de raizes de árvores

empregou pela primeira vez o termo micorriza

[Bernard Frank, 1885, Alemanha].

Conduziram estudos experimentais sobre fixação

biológica de N nas leguminosas [Hellriegel &

Wifarth, 1886, Alemanha].

Desenvolvimento do método de culturas de

enriquecimento. Primeiro isolamento de bactérias

em nódulos de leguminosas (Bacillus radicicola,

1888 – Beijerinck, 1885-1901, Holanda).

SEQUÊNCIA HISTÓRICA DO SURGIMENTO

DA BIOLOGIA DO SOLO

Descobriu a capacidade dos microrganismos de

dissolver materiais orgânicos [Muntz, 1890].

Descoberta da nitrificação/autrofia microbiana,

oxidação do enxofre. Introduziu a cultura de

enriquecimento desenvolvida por Beijerinck.

Início da microbiologia experimental do solo

[Sergei Winogradsky, 1856-1953, Rússia].

Metabolismo celular e enzimas oxidantes do solo

[Buchner, 1897].

Descobriu a existência dos desnitrificadores

[Weissenberg, 1897]

SEQUÊNCIA HISTÓRICA DA BIOLOGIA DO SOLO

3O. GRANDE AVANÇO

Demonstrou inequivocamente os benefícios das

micorrizas [Stahl, 1900]

Folhas das plantas absorvem CO2 do ar.

Avanços no entendimento da decomposição de

materiais orgânicos [Mitscherlich, 1909-1930].

Descobre as bactérias do gênero Azotobacter sp.

CONTINUAÇÃO

Autoridade Fato

Stahl (1900) Demonstrou equivocadamente os benefícios das micorrizas

Nitragein (Alemanha) Desenvolveu o primeiro inoculante microbiano

Brown (1901) Folhas das plantas absorvem CO2 do ar.

Mitscherlich (1909-1930) Avanços no entendimento da decomposição de materiais orgânicos do solo

Beijerinck (1901), Holanda Descoberta das bactérias pertencentes ao gênero Azotobacter

Haber (Alemanha) Descobre condições para sintese química da amônia

Hiltner (1904) Alemanha Cria conceito de rizosfera

Sackett (1908) Relaciona microrganismos com as transformações de P no solo.

Autoridade Fato

IAC, Campinas (1908) Primórdios da microbiologia do solo no Brasil e surgem as primeiras publicações.

Felix Lohnis (1910) Alemanha; Lipman (1908) EUA, Con (1918); Lonis & Fred (1923); E.J. Russel (1923)

Publicações sobre microorganismos do solo e suas atividades e relações com a produção agrícola.

1916 (EUA) Primeira edição do periódico Soil Science.

Jones (1924) Estudou os efeitos da fumigação do solo no crescimento vegetal.

Selman Waksman (1927) EUA Livro "Principles of soil microbiology" - biblioa da microbiologia do solo.

Alexander Fleming (1928) Descoberta de antibióticos penicilina e gramidicina em microrganismos do solo (antibiose).

Perrier (1930), Brasil Estudos em rizobiologia no IAC

Paul miller (1938)

Descoberta da propriedade inseticida de amplo espectro do DDT, utilizado para erradicar mosquitos causadores da malária nas forças do pacífico da segunda guerra mundial.

Howard (1943) Estuda a relação entre micorrizas e sanidade das plantas.

Avery (1944) EUA DNA responsável pela informaçào genética.

Álvaro Barcelos (1947-1951) Criou o nucle de pesquisa em microbiologia

4O. GRANDE AVANÇO - PERÍODO MODERNO -

SÉCULO XX (APÓS 1950) Autoridade Fato

Década de 50

Euforia para elevar as produtividades. Surgem opositores representados pela agricultura alternativa e orgânica.

Johanna Dobereiner (1951) RJ "Azotobacter em solos ácidos" é publicado.

João R.J. Freire (1951) "a inoculação de leguminosas"é publicado

Selman Waksman (1952) Descobriu antibióticos produzidos por actinomicetos do solo.

Watson e Crick (1953) EUA Elucidam a estrutura do DNA

Maclaren Consolidação dos conhecimentos sobre a bioquímica do solo e uma abordagem sobre populações.

Martin Alexander (1961) EUA "Introduction to soil microbiology"

IPAGRO - RS (1968) Isolado para inoculante para soja.

Marmur & Doty(1961); Arber (1962); Nirenberg et al. (1966) e Gellert (1967)

Renaturação, hibridização do DNA, endonucleases de restrição, Sequencias do DNA, elucidação do código genético, DNA ligase.

Norman Borlaug (EUA) Idealizou o avanço da agroquímica, melhoramento vegetal e mecanização intensiva.

Boyer et al. (1972); Southern (1975); Sanger et al. (1975

Tecnologia do DNA recombinante (clonagem, virus, plasmídeos, métodos mais rápidos de sequenciamento)

Jenkinson & Powlson (1976) Método da fumigação incubação-biomassa microbiana.

Vários autores final da década de 70 Consolidação da revolução verde e surge a primeira crise energética; idéia de sustentabilidade.

Döbereiner et al. Descoberta de novos diazotróficos associativos e seleção do Rizobium da soja.

Autoridade Fato

Década de 80

Idéia de produzir sustentavelmente, conservando o ambiente e a biodiversidade, e a redução no uso de agroquímicos e cultivo mínimo do solo.

Palmiter & Brinster (1981); Sprading (1982); Monsanto (1986);

Primeiros organismos geneticamente modificados (OGMs)

Mullis et al. (1985) Reação em cadeia de polimerase PCR

Kimura (1983) Relógios evolucionários (genes ribossomais)

Carl Woese (1977-1987)

Catalogação e sequenciamento de ácidos ribonucleicos ribossomais, possibilitando a classificação filogenética de bactérias.

Década de 90

Ênfase na integração de fatores biológicos nos sistemas de produção; bases do segundo paradigma da fertilidade do solo. Novo paradigma alcançar a sustentabilidade agrícola

Século XXI

Ênfase na biodiversidade, impactos do uso da terra, emissão de gases do efeito estufa, biorremediação e cultivos transgênicos. Ampliação da agricultura orgânica e reciclagem do solo.