Qual e a importância do microrganismos?

Gabriely Domingues dos Santos

Um dos maiores desafios da agricultura é o aumento do rendimento e da sustentabilidade da produção agrícola, para atender a crescente população mundial. Tal cenário exige novos modelos de agricultura, que sejam sustentáveis, minimizando o impacto ambiental, e que busquem uma maior eficiência dos insumos utilizados, como os fertilizantes e pesticidas. Nesse sentido, os microrganismos oferecem inúmeros benefícios ao solo e às plantas, possuindo um papel importante na área de inovação. 

Mas afinal, o que é a microbiologia do solo?

O solo é heterogêneo, complexo e dinâmico. Nesse contexto, a microbiologia do solo é composta por diversos grupos microbianos que vivem nesse ambiente, suas atividades metabólicas e como eles afetam as propriedades do solo de ambientes naturais ou agrícolas.

No solo, é possível encontrar diferentes organismos, como os microrganismos (bactérias, arqueias, fungos e vírus) e os macrorganismos (insetos, minhocas, nematoides, dentre outros). Os microrganismos, em conjunto, dão origem ao chamado microbioma do solo, o qual é composto por milhares de espécies. Estes organismos são encontrados no solo em número estimado de 109 células por grama de solo.

Os microrganismos são responsáveis, dentre outras coisas, por realizar a degradação da matéria orgânica, disponibilizar elementos essenciais para o desenvolvimento das plantas, atuar na proteção e resistência das plantas contra pragas e patógenos, participar da estruturação do solo, e promover o crescimento vegetal. Ademais, também participam da degradação de compostos poluentes e tóxicos.

Além dessas funções “ambientais” providas, os microrganismos possuem grande potencial de aplicação biotecnológica na agricultura, sendo usados para a produção de bionoculantes, biopesticidas, agentes de biorremediação, produtores de enzimas, antibióticos, dentre outros. Contudo, a magnitude da biodiversidade microbiana ainda não é totalmente conhecida e, consequentemente, o potencial a ser explorado é grande.

Rizosfera: local de grande atividade biológica no solo

O solo é caracterizado por ser um ambiente oligotrófico, ou seja, que apresenta baixa disponibilidade de nutrientes. No entanto, há regiões em que ocorrem os “hot spots”, que são zonas com elevada atividade biológica devida à presença de fontes nutricionais. Um exemplo de “hot spot” no solo é a rizosfera, conhecida como as frações do solo mais próximas à raiz das plantas, onde há excesso de nutrientes (principalmente carbono) derivado da exsudação radicular. A abundância e a atividade microbiana ocorrem devido a uma troca de nutrientes e de exsudados entre a planta e as diferentes espécies microbianas que vivem na região próxima das raízes, o que permite diferentes tipos de associações. Recentes estudos têm demonstrado que as plantas são capazes de “modelar” o seu microbioma da rizosfera, ou seja, muitas espécies de plantas têm demostrado abrigar comunidades específicas neste ambiente, atraindo microrganismos protetores para o controle de patógenos na rizosfera.

Fixação biológica de nitrogênio e micorrizas

Pode-se citar como mecanismos amplamente estudados relacionados aos benefícios diretos dos microrganismos para as plantas, a fixação biológica de nitrogênio e as micorrizas.

Na fixação biológica de nitrogênio, as bactérias, conhecidas como diazotróficas, fixam o nitrogênio atmosférico e o disponibilizam em formas químicas nitrogenadas assimiláveis pelas plantas. É possível citar as bactérias conhecidas como ‘rizóbios’, as quais estabelecem relações de simbiose mutualística com raízes de plantas leguminosas, como soja, feijão e amendoim, formando nódulos nas raízes dessas plantas.

Já as micorrizas são interações simbióticas mutualísticas entre plantas e fungos do solo (os fungos micorrízicos arbusculares). Nessa interação, ocorre o fluxo de carbono (C) orgânico da planta hospedeira para o fungo micorrízico, que disponibiliza elementos inorgânicos para a planta. Assim, por funcionarem como uma extensão das raízes, as associações micorrízicas aumentam o volume de solo explorado pelas plantas e, consequentemente, aumentam a absorção de água e nutrientes pelas raízes das plantas. As micorrizas também possuem funções relacionadas à estruturação do solo, ao aumento da tolerância a estresses abióticos e à resistência a doenças em plantas.

A diversidade de microrganismos no solo

A diversidade dos microrganismos encontrados no solo está diretamente relacionada a um conjunto de fatores abióticos (atmosfera, temperatura, água, pH, potencial redox e fontes nutricionais) e fatores bióticos (interação entre os microrganismos), os quais permitem o desenvolvimento e a estruturação da comunidade viva dos solos. Dessa maneira, a interação entre os fatores e as mudanças influencia diretamente a ecologia, a atividade e a dinâmica populacional desses microrganismos no solo.

A abundância e a diversidade de microrganismos é essencial para a funcionalidade do solo, pois a existência de diferentes organismos amplia a diversidade fisiológica e ecológica, o que permite a ocorrência dos mais diferentes processos frente às variações ambientais. No entanto, quando há perda ou redução dessa diversidade, a funcionalidade do solo fica comprometida. Nesse sentido, mudanças no status nutricional do solo, como a redução do conteúdo de matéria orgânica, e outros aspectos bióticos e abióticos, afetam a diversidade microbiana. Dessa forma, a homogeneização do sistema, muitas vezes promovidas por atividades antrópicas, desencadeia restrição na diversidade do solo. Isso porque este processo de mudança ambiental pode restringir a disponibilidade de nutrientes para a multiplicação dos microrganismos. A perda de diversidade pode resultar no aumento de oportunistas, fitopatógenos e consequente redução na produtividade agrícola. Com isso, manejar um sistema agrícola de modo que conserve o microbioma desse solo, pode corroborar nos ganhos agrícolas e sustentabilidade do sistema.

Conclusão

O solo é um ambiente biologicamente complexo, onde há a presença de inúmeros microrganismos que estabelecem relações com as plantas. Esses organismos são capazes de promover muitos benefícios às plantas e ao solo, além de apresentarem aplicações biotecnológicas que favorecem o agroecossistema. Além disso, por ser um ambiente complexo, ainda são necessários mais estudos para explorar a ecologia microbiana, os impactos das atividades antrópicas nas comunidades microbianas do solo, e enumerar de forma mais acurada os benefícios do manejo adequado da biologia do solo para o sistema agrícola.

Referências Bibliográficas

ANDREOTE, F. D.; CARDOSO, E. J. B. N. Microbiologia do Solo: 2. ed., Piracicaba: ESALQ, 2016. Disponível em:  https://doi.org/10.11606/9788586481567

Singh, D. P., Singh, H. B., & Prabha, R. (2016). Microbial inoculants in sustainable agricultural productivity: Vol. 1: Research perspectives. In Microbial Inoculants in Sustainable Agricultural Productivity: Vol. 1: Research Perspectives (Vol. 2). https://doi.org/10.1007/978-81-322-2647-5

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