Microorganismos são formas de vida muito pequenas que às vezes podem viver como células únicas, embora muitos também formem colónias de células. Um microscópio é normalmente necessário para ver as células individuais destes organismos. Existem muito mais microrganismos no solo superficial, onde as fontes de alimento são abundantes, do que no subsolo. Eles são especialmente abundantes na área imediatamente ao lado das raízes das plantas (chamada rizosfera), onde as células e as substâncias químicas liberadas pelas raízes fornecem fontes de alimento prontas. Estes organismos são decompositores primários de matéria orgânica, mas fazem outras coisas, tais como fornecer nitrogênio através da fixação para ajudar o crescimento das plantas, desintoxicar substâncias químicas nocivas (toxinas), suprimir organismos patogênicos, e produzir produtos que possam estimular o crescimento das plantas. Os microorganismos do solo têm tido outra importância direta para os humanos – eles são a fonte da maioria dos medicamentos antibióticos que usamos para combater doenças.
Bactérias
Bactérias vivem em quase qualquer habitat. Elas são encontradas dentro do sistema digestivo dos animais, no oceano e na água doce, em pilhas de composto (mesmo a temperaturas acima de 130°F), e nos solos. Embora alguns tipos de bactérias vivam em solos inundados sem oxigênio, a maioria requer solos bem arejados. Em geral, as bactérias tendem a fazer melhor em solos de pH neutro do que em solos ácidos.
Além de estarem entre os primeiros organismos a começar a decompor resíduos no solo, as bactérias beneficiam as plantas aumentando a disponibilidade de nutrientes. Por exemplo, muitas bactérias dissolvem o fósforo, tornando-o mais disponível para as plantas utilizarem. As bactérias também são muito úteis no fornecimento de nitrogênio às plantas, que elas necessitam em grandes quantidades, mas que muitas vezes é deficiente nos solos agrícolas. Você pode se perguntar como os solos podem ser deficientes em nitrogênio quando estamos cercados por ele-78% do ar que respiramos é composto de gás nitrogênio. No entanto, tanto as plantas como os animais enfrentam um dilema semelhante ao do Marinheiro Antigo, que estava à deriva no mar sem água doce: “Água, água, em todo o lado nem qualquer gota para beber.” Infelizmente, nem os animais nem as plantas podem usar gás nitrogénio (N2) para a sua alimentação. No entanto, alguns tipos de bactérias são capazes de retirar o gás nitrogénio da atmosfera e convertê-lo numa forma que as plantas podem utilizar para produzir aminoácidos e proteínas. Este processo de conversão é conhecido como fixação de nitrogênio.
algumas bactérias fixadoras de azoto formam associações mutuamente benéficas com as plantas. Uma dessas relações simbióticas que é muito importante para a agricultura envolve o grupo de rhizóbios fixadores de nitrogênio que vivem dentro de nódulos formados nas raízes das leguminosas. Estas bactérias fornecem nitrogênio numa forma que as leguminosas podem utilizar, enquanto que a leguminosa fornece às bactérias açúcares para energia.
As pessoas comem algumas leguminosas ou seus produtos, tais como ervilhas, feijões secos e tofu feitos de soja. Soja, alfafa e trevo são usados para a alimentação animal. Trevos e ervilhaca peluda são cultivados como culturas de cobertura para enriquecer o solo com matéria orgânica, assim como nitrogênio, para a cultura seguinte. Em um campo de alfafa, as bactérias podem fixar centenas de quilos de nitrogênio por acre a cada ano. Com as ervilhas, a quantidade de nitrogênio fixada é muito menor, em torno de 30 a 50 libras por acre.
Os actinomicetos, outro grupo de bactérias, quebram grandes moléculas de lignina em tamanhos menores. A lignina é uma molécula grande e complexa encontrada no tecido vegetal, especialmente nos caules, que é difícil de quebrar para a maioria dos organismos. A lignina também protege frequentemente outras moléculas, como a celulose, da decomposição. Os actinomicetos têm algumas características semelhantes às dos fungos, mas às vezes são agrupados por si mesmos e recebem faturamento igual com bactérias e fungos.
AMBIENTES RELATIVOS DE BACTERIA E FUNGI
Todos os solos contêm bactérias e fungos, mas podem ter quantidades relativas diferentes, dependendo das condições do solo. As formas gerais de gestão do solo – a quantidade de perturbação, o grau de acidez permitido e os tipos de resíduos adicionados – determinarão a abundância relativa destes dois grandes grupos de organismos do solo. Os solos que são perturbados regularmente pela lavoura intensiva tendem a ter níveis mais altos de bactérias do que fungos. Assim como os solos de arroz inundados, porque os fungos não podem viver sem oxigênio, enquanto muitas espécies de bactérias podem. Os solos que não são lavrados tendem a ter mais matéria orgânica fresca na superfície e a ter níveis mais altos de fungos do que de bactérias. Como os fungos são menos sensíveis à acidez, podem ocorrer níveis mais elevados de fungos do que as bactérias em solos muito ácidos. Apesar de muitas alegações, pouco se sabe sobre o significado agrícola das bactérias versus comunidades microbianas do solo dominadas por fungos, exceto que os solos com maior prevalência de bactérias são mais característicos de solos lavrados mais intensivamente que tendem também a ter alta disponibilidade de nutrientes e níveis aumentados de nutrientes como resultado de uma decomposição mais rápida da matéria orgânica.
Fungi
Fungi são outro tipo de microorganismo do solo. A levedura é um fungo utilizado na cozedura e na produção de álcool. Outros fungos produzem uma série de antibióticos. Provavelmente todos nós deixamos um pão de forma ficar muito tempo sentados apenas para encontrar fungos a crescer nele. Já vimos ou comemos cogumelos, as estruturas frutíferas de alguns fungos. Os agricultores sabem que os fungos causam muitas doenças nas plantas, como o míldio, a podridão das raízes, vários tipos de podridão e sarna da maçã. Os fungos também iniciam a decomposição de resíduos orgânicos frescos. Ajudam a pôr as coisas a funcionar, suavizando os detritos orgânicos e facilitando a adesão de outros organismos ao processo de decomposição. Os fungos são também os principais decompositores da lignina e são menos sensíveis às condições ácidas do solo do que as bactérias. Nenhum deles é capaz de funcionar sem oxigénio. A baixa perturbação do solo resultante da redução dos sistemas de lavoura tende a promover o acúmulo de resíduos orgânicos na superfície e perto da mesma. Isto tende a promover o crescimento fúngico, como acontece em muitos ecossistemas naturais não perturbados.
Muitas plantas desenvolvem uma relação benéfica com fungos que aumenta o contato das raízes com o solo. Os fungos infectam as raízes e enviam estruturas semelhantes a raízes chamadas hifas (ver figura 4.2). As hifas destes fungos micorrízicos absorvem água e nutrientes que podem então alimentar a planta. As hifas são muito finas, cerca de 1/60 do diâmetro da raiz de uma planta, e são capazes de explorar a água e os nutrientes em pequenos espaços no solo, que podem ser inacessíveis às raízes. Isto é especialmente importante para a nutrição das plantas com fósforo em solos de baixo teor de fósforo. As hifas ajudam a planta a absorver água e nutrientes, e em troca os fungos recebem energia sob a forma de açúcares, que a planta produz nas suas folhas e envia para as raízes. Esta interdependência simbiótica entre fungos e raízes é chamada de relação micorrízica. Tudo considerado, é um bom negócio, tanto para a planta como para o fungo. As hifas destes fungos ajudam a desenvolver e estabilizar agregados maiores do solo, segregando um gel pegajoso que cola partículas minerais e orgânicas.
MYCORRHIZAL FUNGI
Fungos micorrízicos ajudam as plantas a absorver água e nutrientes, melhoram a fixação de nitrogênio pelas leguminosas, e ajudam a formar e estabilizar agregados do solo. As rotações das culturas seleccionam mais tipos de fungos e melhor desempenho do que as monoculturas. Alguns estudos indicam que o uso de culturas de cobertura, especialmente leguminosas, entre as principais culturas ajuda a manter altos níveis de esporos e promove um bom desenvolvimento micorrízico na próxima cultura. Raízes que têm muitas micorrizas são mais capazes de resistir melhor a doenças fúngicas, nematóides parasíticos, seca, salinidade e toxicidade do alumínio. As associações micorrízicas têm demonstrado estimular a bactéria azotobacter fixadora de azoto, que por sua vez também produzem produtos químicos estimulantes do crescimento das plantas.
Algas
Algas, como plantas de cultivo, convertem a luz solar em moléculas complexas como açúcares, que podem usar para energia e para ajudar a construir outras moléculas de que necessitam. As algas são encontradas em abundância nos solos inundados de pântanos e arrozais, e podem ser encontradas na superfície de solos pouco drenados e em depressões úmidas. As algas também podem ocorrer em solos relativamente secos, e formam relações mutuamente benéficas com outros organismos. Os líquenes encontrados nas rochas são uma associação entre um fungo e uma alga.
Protozoa
Protozoa são animais unicelulares que utilizam uma variedade de meios para se deslocarem no solo. Como bactérias e muitos fungos, eles só podem ser vistos com a ajuda de um microscópio. Eles são principalmente consumidores secundários de materiais orgânicos, alimentando-se de bactérias, fungos, outros protozoários e moléculas orgânicas dissolvidas na água do solo. Protozoários – através do seu pastoreio em organismos ricos em nitrogênio e excreção de resíduos – são considerados responsáveis pela mineralização (liberação de nutrientes de moléculas orgânicas) de grande parte do nitrogênio nos solos agrícolas.