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  • Universidade de So PauloCentro de Energia Nuclear na Agricultura

    Diversidade de Fungos Diversidade de Fungos MicorrMicorrzicos e da Microbiota:zicos e da Microbiota:

    Importncia na Agricultura

    Camila Maistro Patreze & Siu Mui Tsaicpatreze@cena.usp.br

    Campinas - SP

  • Consideraes Iniciais

    Produtividade e Sustentabilidade Agrcola

    A Microbiota e Qualidade do Solo

    Consideraes Finais

  • Consideraes Iniciais:

    Questes CruciaisQuestes Cruciais

    SerSer posspossvel atingirmos a demanda projetada vel atingirmos a demanda projetada para alimento, energia, rapara alimento, energia, rao, fibra para 8 o, fibra para 8 bilhes de pessoas em 2020, certamente com bilhes de pessoas em 2020, certamente com requerimentos mais elevados que agora?requerimentos mais elevados que agora?

    SerSer posspossvel atingirmos essa demanda e, ao vel atingirmos essa demanda e, ao mesmo tempo, conservando a qualidade mesmo tempo, conservando a qualidade ambiental e os recursos naturais para as ambiental e os recursos naturais para as futuras gerafuturas geraes?es?

  • Consideraes Iniciais:

    Ano

    3

    2

    1

    0

    380

    370

    360

    350

    340

    330

    320

    3101966 80 85 90 95 00

    kg c

    apita-

    1

    Pro

    duo

    (bilh

    es t m

    tricas)

    05

    Produo agrcola: escala crescente

    Produo per capita: escala decrescente

    Taxas anuais de produtividade agrcola

    e de cereais (MONOCULTURA)

    Ano

    8

    6

    4

    2

    01960... 1985 1995 20051975

    (%)(%)

    Produtividade agrProdutividade agrcolacola

    Produtividade cereaisProdutividade cereais

    Cassman K.G. Nutrient Management for Global Food Security and EnCassman K.G. Nutrient Management for Global Food Security and Environmental Protection. vironmental Protection. 18th WCSS, Philadelphia 18th WCSS, Philadelphia Julho 2006Julho 2006

  • Brasil e Expanso Agrcola

  • Amaznia Amaznia

    Cerrado Cerrado

    PantanalPantanal

    Mata AtlnticaMata Atlntica

    Biomas Brasileiros : Necessidade de ConservaBiomas Brasileiros : Necessidade de Conservaoo

  • Consideraes Iniciais:

    19951970 1980 1990198519751965 2000 2005ANO

    REN

    DIM

    ENTO

    GR

    O

    S ( t

    ha-

    1 )

    5

    4

    2

    1

    0

    Expanso da rea agrcola,fixao biolgica de nitrognio

    Conservao do Solo:Plantio Direto (Sistemas Simbiticos: FBN e Micorrizas)

    Irrigao + Biotecnologia

    Melhoramento Doenas e Pragas

    3 MelhoramentoCerrado e Trpicos

    O exemplo da soja no BrasilO exemplo da soja no Brasil

    Balano de fertilizantes, calagem, gesso

    ??

  • CURVA DA PRODUCURVA DA PRODUO DE UMA CULTURAO DE UMA CULTURA

    Fertilidade do Solo (Insumos)

    Produtivi

    dad

    e

  • BENEFBENEFCIOS DA REVOLUCIOS DA REVOLUO VERDEO VERDE

    SSculo 21culo 21

    SSculo 20culo 20

    Variedades melhoradas

    requerem alta fertilidade do

    solo

    Elevada fertilidadeElevada fertilidadeGentipos tradicionais

    acamam

    Baixa fertilidadeBaixa fertilidadeNo h ganhos em

    produtividade

    Fertilidade do Solo (Insumos)

    Produtivi

    dad

    e

    J. Lynch J. Lynch Penn State UniversityPenn State University

  • Melhoramento GenMelhoramento Gentico: Tolerncia a Estresses Ambientais tico: Tolerncia a Estresses Ambientais e Eficincia no Uso de Nutrientes e Eficincia no Uso de Nutrientes

    Cultivar convencionalCultivar convencional GenGentipo tolerante a baixo Ptipo tolerante a baixo P

    Cinco linhagens para uso eficiente de fCinco linhagens para uso eficiente de fsforo e 10 a serem liberadassforo e 10 a serem liberadas

    PRCPRC-- EUAEUA

    J. Lynch J. Lynch Penn State UniversityPenn State University

  • Biodiversidade e Qualidade do SoloBiodiversidade e Qualidade do Solo

    A biodiversidade analisa o comportamento das espcies nos seus habitats naturais e perturbados e, a partir desses estudos, permite a aplicao de novas estratgias para o manejo de espcies para a sua sobrevivncia e conservao

    Considera a variao fenotpica dentro de gruposgruposfuncionaisfuncionais em resposta s mudanas ambientais

    Microrganismos do solo tm funo importante para a manuteno da biodiversidade e da qualidade de um solo

  • PAPEL DA MICROBIOTA NA AGRICULTURAPAPEL DA MICROBIOTA NA AGRICULTURA

    FormaFormaoo

    DecomposiDecomposioo

    Estrutura Estrutura (Solo)(Solo)

    InsumosInsumos

    ExportaExportaoo

    Ciclos Ciclos BiogeoquBiogeoqumicosmicos

    ProduProduooDiversidadeDiversidade

    Planta

    Biota do SoloBiota do Solo

    BactBactriasrias FungosFungos

    EstruturaEstrutura

    ComunidadesPapel FuncionalPapel Funcional

    Comunidades

  • COMPOSICOMPOSIO DE UM AGREGADO DE SOLOO DE UM AGREGADO DE SOLO

    MacroagregadosMacroagregados

    >250 >250 mm

    MicroagregadosMicroagregados

    5353--250 250 mm

    FungosFungos

    BactBactriasriasMatMatria Orgnicaria Orgnica

    ParticuladaParticulada

  • Melhoramento do Sistema Radicular : MicorrizasMelhoramento do Sistema Radicular : Micorrizas

    Raiz

    d.d. Miclios externos

    e.e. Esporos grandes

    f.f. Hifas extraradiculares

    a.a. Vesiculas e arbsculos

    b.b. Arbsculos

    c.c. Miclio extraradicular

    Raven Raven et al.et al., 2001, 2001

  • DIVERSIDADE DE ESPOROS EM UMA DIVERSIDADE DE ESPOROS EM UMA AMOSTRA DE SOLOAMOSTRA DE SOLO

  • Importncia dos Fungos MicorrImportncia dos Fungos Micorrzicos zicos

    Tolerncia a estresses ambientais

    Controle biolgico contra patgenos

    Incrementos : 5 % a 290 % na produo agrcola

    Benefcios para o crescimento ou produo de mudas: 50 % a 8.000 %

    SIQUEIRA et al. (2002)

  • Diversidade dos Fungos MicorrDiversidade dos Fungos Micorrzicoszicos

    Fungos EctomicorrFungos Ectomicorrzicos zicos (EM) (EM)

    Hifas fHifas fngicas formam um invngicas formam um invlucro ao redor das clucro ao redor das clulas vivas das lulas vivas das rarazes (mas no as penetram) zes (mas no as penetram) aumento significante na aumento significante na rea de rea de absorabsoroo

  • Diversidade dos Fungos MicorrDiversidade dos Fungos Micorrzicos zicos

    MANTO (conjunto de hifas sobre a raiz) MANTO (conjunto de hifas sobre a raiz)

    ++

    REDE DE HARTIG (hifas entre as cREDE DE HARTIG (hifas entre as clulas da raiz)lulas da raiz)

    Cerca de 5.000 espCerca de 5.000 espcies de fungos EM, geralmente com alto grau de cies de fungos EM, geralmente com alto grau de especificidade (Basidiomicetos e Ascomicetos)especificidade (Basidiomicetos e Ascomicetos)

  • Diversidade dos Fungos MicorrDiversidade dos Fungos Micorrzicos zicos

    Fungos EndomicorrFungos Endomicorrzicos ou Micorrzicos ou Micorrzicozico--Arbusculares (MA)Arbusculares (MA)

    Zigomicetos (ordem Glomales) Zigomicetos (ordem Glomales) menos de 200 espmenos de 200 espcies envolvidas em cies envolvidas em associaassociaes amplamente distribues amplamente distribudas (baixa especificidade fungodas (baixa especificidade fungo--planta)planta)

  • INOCULAINOCULAO DE FUNGO MA EM ALFAFAO DE FUNGO MA EM ALFAFA

    Tsai e Phillips (1991)Tsai e Phillips (1991)

    Sem FMA com fSem FMA com fsforosforo

    PI= 100 ppmPI= 100 ppm

    PII= 200 ppm PII= 200 ppm

    Inoculada com FMA sem fInoculada com FMA sem fsforosforo

    Glomus macrocarpumGlomus macrocarpum

    Po= sem fPo= sem fsforosforo

    (S)= superf(S)= superfciecie

    (D)= 10 cm(D)= 10 cm

    FMA = Fungo micorrFMA = Fungo micorrzico arbzico arbsculosculo--vesicularvesicular

  • Consrcio Milho x Feijoeiro

    solo agrsolo agrcolacola solo esterilizadosolo esterilizado

    Tsai et al. (1993)Tsai et al. (1993)

  • Uso de inoculante em leguminosa (alfafa): Fixao Biolgica de NN22

    ASSOCIAASSOCIAES BENES BENFICAS: BACTFICAS: BACTRIASRIAS

    > 200 kg N ha> 200 kg N ha--11 anoano

  • Uso de inoculante em leguminosa (soja): Fixao Biolgica de NN22

    Bradyrhizobium elkaniiBradyrhizobium elkanii

    Soja nodulante e no nodulanteSoja nodulante e no nodulanteContribuiContribuio de 80 a 120 kg N hao de 80 a 120 kg N ha--11

    Bradyrhizobium elkaniiBradyrhizobium elkaniisuplementa nitrognio ao solosuplementa nitrognio ao solo

  • Uso de inoculante em gramnea: FBN

    BACTBACTRIASRIAS

    ENDOFENDOFTICASTICAS

  • PAPEL DA MICROBIOTA NA AGRICULTURAPAPEL DA MICROBIOTA NA AGRICULTURA

    FormaFormaoo

    DecomposiDecomposioo

    Estrutura Estrutura (Solo)(Solo)

    InsumosInsumos

    ExportaExportaoo

    Ciclos Ciclos BiogeoquBiogeoqumicosmicos

    ProduProduooDiversidadeDiversidade

    Planta

    Biota do SoloBiota do Solo

    BactBactriasrias FungosFungos

    EstruturaEstrutura

    ComunidadesPapel FuncionalPapel Funcional

    Comunidades

  • Tscherko et al. (2004)

    g

    g N

    gN

    g-- 11

    / n

    mo

    l FA

    g/

    nm

    ol

    FA

    g-- 11

    InicialInicial

    PioneiraPioneira

    TransiTransioo

    EstabilizadaEstabilizada

    RizosferaRizosfera Solo TotalSolo Total RizosferaRizosfera Solo TotalSolo Total

    EFEITO DA RIZOSFERA NA MICROBIOTAEFEITO DA RIZOSFERA NA MICROBIOTA

    Biomassa Microbiana Biomassa Microbiana

    NHRNHR--NN(Ninhydrin(Ninhydrin--reactive nitrogen)reactive nitrogen)

    totPLFAtotPLFA(Phospholipids)(Phospholipids)

  • ASPECTOS FASPECTOS FSICOS

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