Livro Microbiota do Solo e Qualidade Ambiental

Livro Microbiota do Solo e Qualidade Ambiental

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Microbiota do Solo e Qualidade Ambiental

Editoras

Adriana Parada Dias da Silveira Sueli dos Santos Freitas

Instituto Agronômico Campinas (SP), 2007

Microbiota do Solo e Qualidade Ambiental

EditorasEditorasEditorasEditorasEditoras

Adriana Parada Dias da SIL SIL SIL SIL SILVEIRAVEIRAVEIRAVEIRAVEIRA Sueli dos Santos FREITFREITFREITFREITFREITASASASASAS

Instituto Agronômico Campinas (SP), 2007

Governo do Estado de São Paulo

Secretaria de Agricultura e Abastecimento

Agência Paulista de Tecnologia dos Agronegócios Instituto Agronômico

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O conteúdo do texto é de inteiraO conteúdo do texto é de inteiraO conteúdo do texto é de inteiraO conteúdo do texto é de inteiraO conteúdo do texto é de inteira responsabilidade dos autores.responsabilidade dos autores.responsabilidade dos autores.responsabilidade dos autores.responsabilidade dos autores.

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Microbiota do solo e qualidade ambiental/editoras Adriana Parada

Dias da Silveira; Sueli dos Santos Freitas. Campinas: Instituto Agronômico, 2007. 312 p.: il.

ISBN: 978-85-85564-14-8 Publicação online

1. Microbiota do Solo 2. Qualidade Ambiental. I. Silveira, Adriana

Parada Dias da I. Freitas, Sueli dos Santos II. Campinas. Instituto Agronômico IV. Título

CDD 631.4

Ficha elaborada pelo Núcleo de Informação e Documentação do Instituto Agronômico M415

ApresentaçãoApresentaçãoApresentaçãoApresentaçãoApresentação

Falar da relevância da biota do solo para o ecossistema é redundância. As funções da biota envolvem desde a preservação de água até o seqüestro de substâncias tóxicas, com reflexos para o ambiente, as culturas, os negócios, enfim, para a sociedade. A relação entre a microbiota e a qualidade ambiental é extremamente estreita, com especial atenção para as contaminações de diversas origens, dentre elas as causadas por metais pesados. Utilizar a Microbiologia como ferramenta para avaliar a qualidade de solo é fundamental no caminho da sustentabilidade ambiental agrícola. Há muito, estudos vêm sendo desenvolvidos por renomados pesquisadores de diversas instituições de pesquisa, na reunião de excelências e competências nesse sentido. Esta obra, que se consuma pelo esforço de “discípulos” da Dra. Elke Jurandy Bran Nogueira Cardoso, que acaba sendo uma justa homenagem dos formados a sua formadora, traz conhecimentos valiosos, que sob a batuta da ilustre professora da Escola Superior de Agricultura “Luiz de Queiroz” (Esalq-USP) certamente trarão grandes contribuições a estudiosos e profissionais da área de solos.

As pesquisadoras do Instituto Agronômico (IAC-APTA), da Secretaria de

Agricultura e Abastecimento, Dra Adriana Parada Dias da Silveira e Dra Sueli dos Santos Freitas, coordenaram e uniram-se a outros especialistas de solos para, com apoio do IAC, transferir informações aos demais elos que compõem a cadeia do agronegócio. Com essa obra, a transferência de tecnologia ganha reforço por disponibilizar na internet conteúdo da maior relevância, na área essencial que envolve os principais tópicos da Microbiologia do solo.

Diante das necessidades de poupar recursos naturais, reduzir custos econômicos e minimizar impactos ambientais, informações que abordem soluções para amenizar as fontes finitas usadas na agricultura são indispensáveis. Que esse e-book seja um estímulo para profissionais de outras áreas de conhecimentos debruçarem-se em torno das demandas do agronegócio não apenas para gerar informações, mas sobretudo para torná-las acessíveis aos que delas precisam para trabalhar.

Pioneiro em pesquisas com solos, o IAC sente-se honrado em participar dessa obra que se destaca pela excelência do conteúdo e por democratizar o saber. No ano em completa seu 120º aniversário, o IAC segue se modernizando, apoiando a chegada da ciência aos usuários e parabenizando a todos que contribuíram para a concretização do e-book “Microbiota do Solo e Qualidade Ambiental”.

Orlando Melo de Castro Diretor-Geral do Instituto Agronômico

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Os microrganismos têm sido cada vez mais associados à qualidade ambiental, tanto por seu papel fundamental na manutenção dos ecossistemas como por sua sensibilidade a variações nos muitos fatores que compõem os ambientes. Por isso as editoras orgulham-se em trazer a lume este livro, composto por temas dedicados à correlação da microbiota com a qualidade dos sistemas que habita. Em que pese sua importância, ainda há necessidade de textos em língua portuguesa que tornem o assunto acessível a estudantes e profissionais da área.

Dentro dessa proposta - e em consonância com os novos tempos da comunicação - está publicado inteiramente por meio eletrônico, totalmente disponível ao público interessado. Para isso, contamos com o incondicional apoio do Instituto Agronômico, que nos deu todas as facilidades para que o projeto chegasse a bom termo. Vale lembrar que, neste ano de 2007, o IAC completou 120 anos de fundação: é uma instituição mais que centenária que abraça diariamente a modernidade, com o alvo principal centrado na qualidade agrícola e ambiental!

Talvez não seja do conhecimento dos leitores, mas todos os autores foram orientados da Dra. Elke Jurandy Bran Nogueira Cardoso, professora titular da Escola Superior de Agricultura “Luiz de Queiroz” da USP, em Piracicaba, onde leciona desde 1972. Nesse período a Professora Elke criou escola em Microbiologia Agrícola, formando inúmeros profissionais que a ela devem os primeiros passos no mundo da Ciência. É a ela que queremos homenagear dedicando este livro.

Adriana Parada Dias da Silveira (IAC) Sueli dos Santos Freitas (IAC)

SumárioSumárioSumárioSumárioSumário página

Parte I Aspectos Biotecnológicos

Sueli dos Santos Freitas1

Capítulo 1Capítulo 1Capítulo 1Capítulo 1Capítulo 1 Rizobactérias Promotoras do Crescimento de PlantasRizobactérias Promotoras do Crescimento de PlantasRizobactérias Promotoras do Crescimento de PlantasRizobactérias Promotoras do Crescimento de PlantasRizobactérias Promotoras do Crescimento de Plantas

Faustino Andreola e Silvana Aparecida Pavan Fernandes21

Capítulo 2Capítulo 2Capítulo 2Capítulo 2Capítulo 2 A Microbiota do Solo na Agricultura Orgânica e no Manejo das CulturasA Microbiota do Solo na Agricultura Orgânica e no Manejo das CulturasA Microbiota do Solo na Agricultura Orgânica e no Manejo das CulturasA Microbiota do Solo na Agricultura Orgânica e no Manejo das CulturasA Microbiota do Solo na Agricultura Orgânica e no Manejo das Culturas

Micorrizas Arbusculares em Plantas TMicorrizas Arbusculares em Plantas TMicorrizas Arbusculares em Plantas TMicorrizas Arbusculares em Plantas TMicorrizas Arbusculares em Plantas Tropicais: Café, Mandiocaropicais: Café, Mandiocaropicais: Café, Mandiocaropicais: Café, Mandiocaropicais: Café, Mandiocae Cana-e Cana-e Cana-e Cana-e Cana-dedededede-----AAAAAçúcarçúcarçúcarçúcarçúcar
Arnaldo Colozzi Filho e Marco Antonio Nogueira39

Capítulo 3Capítulo 3Capítulo 3Capítulo 3Capítulo 3

Adriana Parada Dias Da Silveira e Vânia Felipe Freire Gomes57

Capítulo 4Capítulo 4Capítulo 4Capítulo 4Capítulo 4 Micorrizas Arbusculares em Plantas FMicorrizas Arbusculares em Plantas FMicorrizas Arbusculares em Plantas FMicorrizas Arbusculares em Plantas FMicorrizas Arbusculares em Plantas Frutíferas Trutíferas Trutíferas Trutíferas Trutíferas Tropicaisropicaisropicaisropicaisropicais

Capítulo 5Capítulo 5Capítulo 5Capítulo 5Capítulo 5

A Rizosfera e seus Efeitos na Comunidade MicrobianaA Rizosfera e seus Efeitos na Comunidade MicrobianaA Rizosfera e seus Efeitos na Comunidade MicrobianaA Rizosfera e seus Efeitos na Comunidade MicrobianaA Rizosfera e seus Efeitos na Comunidade Microbiana e e e e e na Nutrição de Plantasna Nutrição de Plantasna Nutrição de Plantasna Nutrição de Plantasna Nutrição de Plantas

Elke Jurandy Bran Nogueira Cardoso e Marco Antonio Nogueira79

Capítulo 6Capítulo 6Capítulo 6Capítulo 6Capítulo 6 Bactérias Diazotróficas Associadas a Plantas Não-LeguminosasBactérias Diazotróficas Associadas a Plantas Não-LeguminosasBactérias Diazotróficas Associadas a Plantas Não-LeguminosasBactérias Diazotróficas Associadas a Plantas Não-LeguminosasBactérias Diazotróficas Associadas a Plantas Não-Leguminosas Valéria Marino Rodrigues Sala, Adriana Parada Dias da Silveira e Elke Jurandy Bran Nogueira Cardoso .......................................................... 97

Parte I Contribuição dos Métodos Moleculares aos Estudos da Microbiota do Solo

Marcio Rodrigues Lambais117

Capítulo Capítulo Capítulo Capítulo Capítulo 7 Biologia Molecular do Desenvolvimento de Micorrizas ArbuscularesBiologia Molecular do Desenvolvimento de Micorrizas ArbuscularesBiologia Molecular do Desenvolvimento de Micorrizas ArbuscularesBiologia Molecular do Desenvolvimento de Micorrizas ArbuscularesBiologia Molecular do Desenvolvimento de Micorrizas Arbusculares

Capítulo 8Capítulo 8Capítulo 8Capítulo 8Capítulo 8

Emprego de Técnicas Moleculares na TEmprego de Técnicas Moleculares na TEmprego de Técnicas Moleculares na TEmprego de Técnicas Moleculares na TEmprego de Técnicas Moleculares na Taxonomia e em Estudos Sobreaxonomia e em Estudos Sobreaxonomia e em Estudos Sobreaxonomia e em Estudos Sobreaxonomia e em Estudos Sobre Ecologia e Diversidade de Fungos Micorrízicos ArbuscularesEcologia e Diversidade de Fungos Micorrízicos ArbuscularesEcologia e Diversidade de Fungos Micorrízicos ArbuscularesEcologia e Diversidade de Fungos Micorrízicos ArbuscularesEcologia e Diversidade de Fungos Micorrízicos Arbusculares

Milene Moreira da Silva e Arnaldo Colozzi Filho127
Lucia Vieira Hoffmann153

Capítulo 9Capítulo 9Capítulo 9Capítulo 9Capítulo 9 Biologia Molecular da Fixação Biológica do NitrogênioBiologia Molecular da Fixação Biológica do NitrogênioBiologia Molecular da Fixação Biológica do NitrogênioBiologia Molecular da Fixação Biológica do NitrogênioBiologia Molecular da Fixação Biológica do Nitrogênio

Rosana Faria Vieira165

Capítulo 10Capítulo 10Capítulo 10Capítulo 10Capítulo 10 Diversidade e TDiversidade e TDiversidade e TDiversidade e TDiversidade e Taxonomia de Rizóbioaxonomia de Rizóbioaxonomia de Rizóbioaxonomia de Rizóbioaxonomia de Rizóbio

Parte I Atuação da Microbiota do Solo em Situações de Estresse

Rogério Melloni193

Capítulo 1Capítulo 1Capítulo 1Capítulo 1Capítulo 1 Quantificação Microbiana da Qualidade do SoloQuantificação Microbiana da Qualidade do SoloQuantificação Microbiana da Qualidade do SoloQuantificação Microbiana da Qualidade do SoloQuantificação Microbiana da Qualidade do Solo

Marco Antonio Nogueira219

Capítulo 12Capítulo 12Capítulo 12Capítulo 12Capítulo 12 Micorrizas Arbusculares e Metais PMicorrizas Arbusculares e Metais PMicorrizas Arbusculares e Metais PMicorrizas Arbusculares e Metais PMicorrizas Arbusculares e Metais Pesadosesadosesadosesadosesados

Capítulo 13Capítulo 13Capítulo 13Capítulo 13Capítulo 13 Interações Microbianas e Controle de Fitopatógenos na RizosferaInterações Microbianas e Controle de Fitopatógenos na RizosferaInterações Microbianas e Controle de Fitopatógenos na RizosferaInterações Microbianas e Controle de Fitopatógenos na RizosferaInterações Microbianas e Controle de Fitopatógenos na Rizosfera Júlio Alves Cardoso Filho e Marli Teixeira de Almeida Minhoni.....................239

e Marcelo Cabral Jahnel259

Capítulo 14Capítulo 14Capítulo 14Capítulo 14Capítulo 14 Microbiota do Solo como Indicadora da PMicrobiota do Solo como Indicadora da PMicrobiota do Solo como Indicadora da PMicrobiota do Solo como Indicadora da PMicrobiota do Solo como Indicadora da Poluição do Solo e do Ambienteoluição do Solo e do Ambienteoluição do Solo e do Ambienteoluição do Solo e do Ambienteoluição do Solo e do Ambiente Paulo Fortes Neto, Silvana Aparecida Pavan Fernandes

Wanderley José de Melo275

Capítulo 15Capítulo 15Capítulo 15Capítulo 15Capítulo 15 Uso de Resíduos na Agricultura e Qualidade AmbientalUso de Resíduos na Agricultura e Qualidade AmbientalUso de Resíduos na Agricultura e Qualidade AmbientalUso de Resíduos na Agricultura e Qualidade AmbientalUso de Resíduos na Agricultura e Qualidade Ambiental

Parte IV Qualidade Da Água

Capítulo 16Capítulo 16Capítulo 16Capítulo 16Capítulo 16 Indicadores Microbiológicos e PIndicadores Microbiológicos e PIndicadores Microbiológicos e PIndicadores Microbiológicos e PIndicadores Microbiológicos e Padrões de Qualidade da Águaadrões de Qualidade da Águaadrões de Qualidade da Águaadrões de Qualidade da Águaadrões de Qualidade da Água Suely Martinelli .......................................................................................... 299

Rizobactérias promotoras do crescimento de plantas

Capítulo 1

Rizobactérias Promotoras do Crescimento de Plantas

Sueli dos Santos FREITFREITFREITFREITFREITASASASASAS (1 )

1. Introdução1. Introdução1. Introdução1. Introdução1. Introdução

As rizobactérias promotoras do crescimento de plantas (RPCPs) constituem um grupo muito amplo de microrganismos, uma vez que sob essa designação incluem-se quaisquer bactérias que vivam na rizosfera e afetem beneficamente o crescimento de uma ou mais espécies vegetais. Convencionalmente, entretanto, não têm sido aí incluídos os rizóbios enquanto fixadores de nitrogênio, atividade que, embora benéfica ao desenvolvimento vegetal, resulta de uma relação simbiótica com as leguminosas, interação que não é considerada para as RPCPs. Já houve sugestões de alteração na denominação dada, de forma genérica, a essas bactérias, alterando-a para BPCP (Bashan & Holguin, 1998), pela substituição do termo “rizobactérias” por “bactérias”. Isso poderia facilitar a nomenclatura, mas nem sempre mudanças são aceitas prontamente pela comunidade científica.

Embora a expressão “plant growth-promoting rhizobacteria (PGPR)” tenha sido proposta por Kloepper & Schroth (1978), o interesse dos pesquisadores ocidentais pelas inúmeras formas de benefício que bactérias podem exercer já havia sido despertado em meados do século X.

A antiga União Soviética vinha trabalhando com bactérias benéficas nas raízes de plantas havia vários anos. Pelas características do regime político de então, pouco se sabia, além de suas fronteiras, sobre os trabalhos que vinham sendo desenvolvidos. No entanto, um pesquisador inglês, da Estação Experimental de Rothamsted, teve autorização para efetuar visitas a laboratórios e estações experimentais soviéticos, cobrindo vasta área de seu território, e publicou o relato de suas observações na revista Soils & Fertilizers (Cooper, 1959). Segundo ele, havia mais de dez milhões de hectares recebendo a inoculação de microrganismos não simbióticos, com alguns resultados verdadeiramente espetaculares.

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