Microrganismos no solo: promotores de crescimento de plantas

O solo é uma mistura heterogênea de diferentes organismos e substâncias orgânicas e minerais presentes em três fases: sólida, líquida e gasosa.

As forças físicas e o agrupamento natural de partículas resultam na formação de agregados de solo de diferentes tamanhos, arranjos e estabilidades, que são as unidades básicas da estrutura do solo.

A agregação do solo é influenciada por vários fatores, como mineralogia do solo, ciclos de umedecimento e secagem, a presença de óxidos de ferro e alumínio em função da faixa de pH do solo, argila e matéria orgânica.

Raízes de plantas contribuem diretamente para a estabilidade dos agregados do solo através da abundância inerente dessas estruturas na matéria orgânica e a produção de exsudatos estimulando a atividade microbiana, e indiretamente pela produção de associados ao exopolissacarídeo.

Microrganismos e estabilidade do solo

A estabilidade do solo resulta de uma combinação de características bióticas e abióticas, e as comunidades microbianas podem fornecer uma medida quantitativa da saúde do solo, uma vez que essas bactérias determinam o funcionamento do ecossistema de acordo com processos biogeoquímicos.

A saúde do solo define a capacidade do solo de funcionar como um sistema vivo vital, dentro dos limites do ecossistema e do uso da terra, para sustentar a produtividade vegetal e animal, manter ou melhorar a qualidade da água e do ar e promover a saúde vegetal e animal.

Os fatores que controlam a saúde do solo compreendem características químicas, físicas e biológicas, como tipo de solo, clima, padrões de cultivo, uso de defensivos agrícolas e fertilizantes, disponibilidade de substratos e nutrientes, concentrações de material tóxico e a presença ou ausência de conjuntos específicos e tipos de organismos.

As interações planta-microrganismos na rizosfera são os determinantes da saúde das plantas, produtividade e fertilidade do solo.

Bactérias promotoras de crescimento

Bactérias promotoras de crescimento de plantas são bactérias que podem aumentar o crescimento das plantas e protegê-las de doenças e estresses abióticos por meio de uma ampla variedade de mecanismos; aqueles que estabelecem associações estreitas com plantas, como os endófitos, podem ter mais sucesso na promoção do crescimento das plantas.

Doenças causadas por microrganismos patogênicos frequentemente resultam em perda de produtividade. Também é bem conhecido que o crescimento das plantas é inibido quando as plantas são infectadas por patógenos, embora o mecanismo subjacente seja mal compreendido.

Algumas bactérias promotoras de crescimento de plantas protegem as plantas colonizadoras do ataque de patógenos, matando diretamente os parasitas. Esses tipos de bactérias promotoras de crescimento de plantas produzem antibióticos como HCN, fenazinas, pioluteorina e pirrolnitrina.

Algumas rizobactérias podem induzir resistência de plantas a micróbios patogênicos, que é chamada de resistência sistêmica induzida. Resistência sistêmica induzida é, em geral diferente da resistência sistêmica adquirida, pois depende da sinalização do ácido jasmônico e do etileno da planta do que da sinalização do ácido salicílico.

O segundo grupo de bactérias promotoras de crescimento de plantas pode estimular o crescimento da planta diretamente na ausência de patógenos, fornecendo substâncias que ajudam as plantas. Bactérias do gênero Rhizobium fixa N2 gasoso em amônia que pode ser usado por plantas leguminosas como fonte de nitrogênio.

Existem bactérias promotoras de crescimento de plantas ajudam as plantas a crescer, fornecendo fosfato solúvel convertido de fósforo insolúvel. Hormônios vegetais que promovem o crescimento, como auxina, citocinina e giberelinas, também podem ser sintetizados por algumas bactérias do solo usando precursores secretados por plantas. Esses hormônios derivados de bactérias posteriormente facilitam o crescimento das plantas.

A remoção de contaminantes do solo, que normalmente induzem respostas ao estresse das plantas e inibem o crescimento das plantas, pelas bactérias do solo também pode ajudar as plantas a crescerem melhor. Em muitos casos, o estresse ambiental causado por poluentes do solo estimula a produção de etileno nas plantas, o que posteriormente retarda o crescimento das plantas.

As raízes das plantas respondem às condições ambientais por meio da secreção de uma ampla gama de compostos, de acordo com o estado nutricional e as condições do solo. Esta ação interfere com a interação planta-bactéria e é um fator importante contribuindo para a eficiência do inoculante.

A exsudação da raiz inclui a secreção de íons, oxigênio e água livres, enzimas, mucilagem e uma variedade de substâncias contendo carbono de metabólitos primários e secundários.

As raízes de plantas excretam 10 a 44% de carbono fixados fotossinteticamente, que serve como fonte de energia, moléculas sinalizadoras ou antimicrobianos para microrganismos do solo. A exsudação da raiz varia com a idade e genótipo da planta e, consequentemente, microrganismos específicos respondem e interagem com diferentes plantas hospedeiras.

Assim, os inoculantes são geralmente destinados a um específico planta da qual a bactéria foi isolada.

Inoculantes bacterianos

Os inoculantes bacterianos podem contribuir para aumentar a eficiência agronômica, reduzindo os custos de produção e a poluição ambiental, uma vez que o uso de fertilizantes químicos pode ser reduzido ou eliminado se os inoculantes forem eficientes.

Para que os inoculantes bacterianos obtenham sucesso na melhoria do crescimento e produtividade das plantas, diversos processos envolvidos podem influenciar a eficiência da inoculação, por exemplo, a exsudação pelas raízes das plantas, a colonização bacteriana nas raízes e a saúde do solo.

De forma geral, os efeitos de práticas agrícolas não sustentáveis, podem causar sérios danos ao meio ambiente. A inoculação é uma das práticas sustentáveis mais importantes na agricultura, pois os microrganismos estabelecem associações com as plantas e promovem o crescimento das plantas por meio de diversas características benéficas.

Endófitos são adequados para inoculação, refletindo a capacidade desses organismos para colonização de plantas, e vários estudos têm demonstrado a comunicação específica e intrínseca entre bactérias e plantas hospedeiras de diferentes espécies e genótipos.

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