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Análise microbiológica do solo

Análise microbiológica do solo: uma ferramenta para sustentabilidade do sistema de produção

A parte biológica do solo é constituída por microrganismos (cerca de 70%), raízes e fauna e apresenta uma estreita inter-relação com os componentes físicos e químicos, os quais influenciam em conjunto não só a produtividade e a sustentabilidade dos sistemas agrícolas, mas também suas funções ecológicas e serviços ambientais.

O grau de revolvimento mecânico, juntamente com a qualidade e a quantidade do resíduo vegetal que são aportados ao solo, fazem com que todo o sistema de uso ou manejo deixe sua impressão digital, sua assinatura biológica, no solo.

As determinações de atividade enzimática são uma das vias de formação da memória do solo. Isso decorre do fato de que a atividade enzimática total de um solo é o somatório da atividade enzimática dos organismos vivos (microrganismos, plantas e animais) e das enzimas abiônticas, que são enzimas associadas à fração não viva e que se acumulam no solo protegidas da ação de proteases por meio de sua adsorção em partículas de argila e na matéria orgânica.

análise microbiológica

A capacidade do solo de estabilizar e proteger enzimas está relacionada à sua capacidade de armazenar e estabilizar MO (afinal a enzima é uma molécula orgânica) e outras propriedades estruturais associadas (agregação e porosidade), que são de difícil detecção num curto período, diferentemente da atividade enzimática

Entre os parâmetros utilizados para caracterizar o componente biológico dos solos e avaliar a sua saúde/qualidade, destacam-se as avaliações de biomassa microbiana e de atividade enzimática.

A biomassa microbiana do solo, como o próprio nome diz, avalia a massa dos microrganismos no solo e é expressa como mg de C, N, e/ou P nos microrganismos por quilograma de solo. A biomassa é a parte viva e mais ativa da MOS sendo constituída, principalmente, por fungos, bactérias e actinomicetos. Apesar da sua importância em relação ao teor total de MOS, o tamanho dos componentes vivos é relativamente pequeno, variando de 1% a 5%.

No solo, as enzimas participam como catalizadoras das reações metabólicas intracelulares, que ocorrem nos seres vivos. Além disso, as enzimas extracelulares desempenham papel fundamental, atuando em várias reações que resultam na decomposição de resíduos orgânicos (ligninases, celulases, proteases, glucosidases, galactosidases), ciclagem de nutrientes (fosfatases, amidases, urease, sulfatase), formação da MOS e da estrutura do solo. O potencial das análises de atividade enzimática como indicadores de grande sensibilidade, especialmente β-glicosidase e arilsulfatase, tem sido verificado no Cerrado.

No Brasil, a percepção da necessidade da inclusão dos bioindicadores nas avaliações de rotina do solo coincidiu com adoção de sistemas conservacionistas de manejo, como o SPD, a integração lavoura-pecuária (ILP) e a integração lavoura-pecuária-floresta (ILPF).

Do ponto de vista de microbiologia do solo, a comparação entre áreas agrícolas com revolvimento do solo e sob SPD é uma das mais emblemáticas e mais estudadas. Em áreas com revolvimento do solo e sob SPD, a ecologia do ambiente solo-planta é bem distinta, pois envolve a destruição frequente e a preservação das relações construídas no solo com o tempo de cultivo nesses sistemas. Isso se deve, principalmente, às diferenças no grau e intensidade de revolvimento do solo, no manejo da palha e da diversidade biológica (rotação de culturas) desses sistemas. No SPD, a camada arável deixa de existir dando origem a uma camada superficial enriquecida com resíduos.

Diferentemente do que ocorre com os indicadores químicos de fertilidade, cujos níveis (baixo, médio, adequado e alto) já estão bem definidos para cada elemento e tipo de solo (sempre levando em consideração características como: textura, teor de MOS, etc.), até recentemente era difícil simplesmente medir e interpretar bioindicadores, independentemente de um controle ou referencial de comparação.

Nas tabelas de recomendação de nutrientes, pela comparação dos valores obtidos na análise de uma amostra de solo com aqueles das faixas de teores estabelecidos experimentalmente, atribui-se o grau de fertilidade. Posteriormente, para cada cultura e tipo de solo, define-se a quantidade de nutrientes ou de corretivos a ser aplicada.

Tabela 1.  Classes de interpretação de bioindicadores para Latossolos Vermelhos argilosos de cerrado, sob cultivos anuais, na camada de 0 cm a 10 cm.

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Valores da C da biomassa microbiana expressos em mg de C/kg de solo; valores de atividade de β-Glicosidase, fosfatase ácida e arilsulfatase expressos em mg de p-nitrofenol/kg de solo/h. Fonte: Mendes et al. (2018).

O objetivo das tabelas de interpretação dos bioindicadores é o de auxiliar com relação à tomada de decisões sobre diferentes sistemas de manejo e/ou práticas de uso da terra e de seus impactos na qualidade do solo.

A coleta de solo pode ser efetuada no fim do período chuvoso, após a colheita das culturas coincidindo com a amostragem para química de solo (quando o solo ainda apresenta alguma umidade, o que facilita a amostragem). Um aspecto muito importante é que a camada diagnóstica para a bioanálise de solo é a profundidade de 0 cm a 10 cm.

A atividade enzimática total de um solo é o somatório da atividade enzimática dos organismos vivos (plantas, microrganismos e animais) e das enzimas abiônticas (enzimas associadas à fração não viva, que se acumulam no solo protegidas da ação de proteases por meio de sua adsorção em partículas de argila e na matéria orgânica). Por isso, as enzimas arilsulfatase e β-glicosidase, tendem a se comportar de modo mais semelhante a MOS, constituindo-se em verdadeiras impressões digitais dos sistemas de manejo aos quais o solo foi submetido, permitindo, dessa forma, acessar a “memória do solo”.

Ao contrário dos indicadores químicos de fertilidade, o componente biológico do solo é fortemente influenciado por fatores climáticos, como a umidade do solo e temperatura, gerando padrões de variação temporal. Atributos biológicos que variam muito em períodos curtos tornam a calibração e interpretação mais difícil. Por esta razão, um desvio padrão pequeno e baixas variações ao longo do tempo são alguns dos requisitos necessários para o uso dos parâmetros microbiológicos no monitoramento da qualidade do solo.

O uso da bioanálise de solo, como parte do conjunto de métricas, para avaliar a qualidade/saúde do solo, será fundamental para separar os sistemas com diferentes “condições” de sustentabilidade e para reforçar o papel da agricultura como importante prestadora de serviços ambientais.

A maior vantagem dos bioindicadores é que eles são mais sensíveis que indicadores químicos e físicos, detectando com maior antecedência alterações que ocorrem no funcionamento do solo, em função do seu uso e manejo.

Referências Bibliográficas

  • Mendes, I. C.; Sousa, D. M. G.; Júnior, F. B. R.; Lopes, A. A. C. Bioanálise de solo: como acessar e interpretar a saúde do solo. Circular Técnica 38. Planaltina, DF Dezembro, 2018. (Link)
  • Mendes et al. Bioanálise de solo: aspectos teóricos e práticos. Tópicos Ci. Solo, 10:1-64, 2019

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