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Microrganismos do solo: essenciais para produção agrícola
Os microrganismos do solo atuam diretamente nos ciclos biogeoquímicos de macronutrientes, micronutrientes e outros elementos vitais para o crescimento das plantas e da vida animal. O conjunto de microrganismos presentes no solo, como fungos, bactérias e vírus é conhecido como microbiota do solo.
Ciclos biogeoquímicos: processos naturais em que ocorre a ciclagem dos elementos, ou seja, sua passagem do meio ambiente para os organismos vivos e destes de volta para o meio.
Os solos são a base de todo o nosso ecossistema. Como reservatório de biodiversidade, a microbiota do solo desempenha um papel crucial na agricultura, produção de alimentos e regulação do clima. Por isso, a preservação da microbiota está diretamente associada à saúde do solo, à sustentabilidade agrícola e à produtividade dos agroecossistemas.
A vida do solo
O solo é um recurso natural não renovável envolvido em importantes funções ecossistêmicas e ciclos biogeoquímicos da Terra.
O solo: patrimônio essencial da agricultura
Na agricultura, o solo ideal é aquele que apresenta profundidade para o armazenamento de água e crescimento das raízes, suprimento adequado de nutrientes, drenagem, atividade biológica e equilíbrio entre as partes mineral (45%), líquida (25%), gasosa (25%) e orgânica (5%).
As comunidades microbianas, e outros organismos que residem nos solos são extremamente diversificados. Milhões de espécies e bilhões de organismos podem ser encontrados em vários solos, desde microrganismos como bactérias, arqueias, fungos e protistas até organismos maiores, como formigas e minhocas.
Os microrganismos participam em cerca de 80-90% de todos os processos que ocorrem no solo. Criam condições favoráveis para a germinação das sementes e crescimento do sistema radicular das plantas cultivadas, influenciando diretamente no rendimento das culturas. Comunidades microbianas associadas às plantas estimulam a sua produção e aumentam sua resistência a estresses abióticos e bióticos, apoiando muitos processos no solo.
Funções dos microrganismos do solo
A microbiota é responsável pela mineralização da matéria orgânica, circulação de componentes, síntese de proteínas e ácidos nucléicos, bem como transformação de nutrientes presentes no solo.
Resumidamente, os microrganismos do solo atuam na decomposição da biomassa, circulação de elementos empregados na síntese das estruturas biológicas, disponibilização de nutrientes para as plantas, biodegradação de impurezas e manutenção da estrutura do solo.
Os microrganismos da rizosfera melhoram a saúde das plantas e podem protegê-las contra patógenos. Eles também podem filtrar as águas residuais e desempenhar um papel na biorremediação.
Rizosfera: refere-se à região do solo influenciada pelas raízes, com máxima atividade microbiana. O crescimento das plantas é controlado substancialmente pelo solo na região radicular, um ambiente que a própria planta ajuda a criar e onde a atividade microbiana exerce diversas atividades benéficas.
Mitigação dos gases de efeito estufa
Entre os ciclos biogeoquímicos que a microbiota desempenha função importante, o ciclo do carbono se destaca na mitigação dos gases de efeito estufa.
A retirada do carbono da atmosfera ocorre via organismos ‘fixadores de carbono’, principalmente plantas fotossintetizantes e micróbios que utilizam a energia luminosa e compostos químicos para transformar CO2 em matéria orgânica, como açúcares.
Enquanto, a queima de açúcares por meio da respiração dos microrganismos fornece energia para esses organismos e libera CO2 como subproduto. Este CO2 pode ser usado por plantas que cobrem a superfície do solo via fotossíntese e /ou são dispensados para o ar, juntando-se a outras moléculas de CO2 na atmosfera. Com isso, a captura de CO2 da atmosfera diminui o volume de um dos gases de efeito estufa e contribui para a mitigação das mudanças climáticas.
No entanto, o ciclo do carbono não opera de forma independente. Ele está intimamente associado a outros elementos essenciais do metabolismo microbiano. Esta ligação ocorre por meio do uso de outros elementos como doadores e receptores de elétrons (por exemplo, espécies de nitrogênio variando do mais reduzido ao mais oxidado), na transferência de energia ou via sua imobilização e mineralização como parte de biomoléculas (como por exemplo, proteínas, DNA).
Interações de microrganismos e plantas
A qualidade do solo pode ser definida como o equilíbrio entre alta atividade e alta biodiversidade microbiológica. Solos com alta qualidade desempenham um papel importante na proteção do meio ambiente, preservação da biodiversidade e boas práticas agrícolas.
Uma variedade de fatores do solo é conhecida por aumentar a disponibilidade de nutrientes e a produtividade das plantas. Os mais relevantes podem ser os organismos que constituem a comunidade microbiana do solo da rizosfera. Ali se estabelece uma troca entre plantas e microrganismos, cada um auxiliando o outro no seu desenvolvimento e na sua permanência. Trata-se de uma simbiose entre as plantas e a microbiota do solo.
A interação ocorre quando os exsudatos da raiz atuam como substratos e moléculas de sinalização para os micróbios, criando uma relação complexa e entrelaçada entre as plantas e a microbiota. Cada microrganismo funciona em coordenação com a microbiota geral do solo para influenciar a saúde da planta e a produtividade das culturas.
Um grande número de evidências indica que as plantas podem moldar a microbiota do solo por meio da secreção de compostos radiculares. A comunicação molecular se altera de acordo com o estágio de desenvolvimento da planta, proximidade com espécies vizinhas, técnicas de manejo e muitos outros fatores.
A conservação do solo é essencial
O manejo agrícola adequado deve levar em consideração as propriedades microbiológicas e físico-químicas do solo. A atividade dos microrganismos e sua diversidade são indicadores sensíveis da qualidade do solo, que é objeto de pesquisa de muitos cientistas.
A presença dos microrganismos no solo depende de sua composição química, umidade, pH e estrutura. Uma boa inter-relação entre o solo, plantas e microrganismos, resulta em um substrato saudável e é essencial para uma agricultura bem-sucedida. Solos mais saudáveis produzem alimentos mais nutritivos e saborosos.
Produção agrícola sustentável para enfrentar pragas e doenças nas lavouras
Por isso, as práticas conservacionistas são tão valorizadas e baseadas em três princípios agronômicos principais: semeadura direta sem qualquer preparo do solo, cobertura permanente (vegetal ou orgânica) do solo e rotação de culturas.
Manejo do solo com a menor movimentação no plantio, como o cultivo mínimo e o plantio direto são formas difundidas pelo mundo e que comprovadamente favorecem a conservação e a saúde do solo.
O plantio direto é uma operação de campo que visa preservar os agregados do solo, a matéria orgânica e os resíduos superficiais de safras anteriores. Tem como elemento central o solo e como principal objetivo manter sua sanidade, qualidade e estruturação.
Plantio direto, um exemplo de cuidado com o solo
O cultivo com cobertura permanente é eficaz na redução da erosão do solo, deixando uma cobertura sobre o solo que reduz o deslocamento associado ao impacto das gotas de chuva, por exemplo. Também atuam na conservação da umidade do solo e impedem a germinação de plantas daninhas.
Em combinação a essas estratégias, a rotação de culturas é uma ferramenta que permite aos agricultores elevar o conteúdo de matéria orgânica, a estrutura do solo e a profundidade do enraizamento.
A preservação e o uso sustentável de nossos ecossistemas são cruciais para enfrentarmos os desafios da produção de alimentos. Um recurso-chave nesse contexto está sob nossos pés: o solo.
Principais fontes:
Chaparro JM et al., Manipulating the soil microbiome to increase soil health and plant fertility. Biology and Fertility of Soils, 2012.
Dubey A, et al., Soil microbiome: a key player for conservation of soil health under changing climate. Biodiversity and Conservation, 2019.
Jansson, J K, Hofmockel, K S, Soil microbiomes and climate change. Nature Review Microbiology, 2020.
Köberl M et al., Unraveling the complexity of soil microbiomes in a large-scale study subjected to different agricultural management in Styria. Frontiers Microbiology, 2020.