Micorrizas na Produção Agrícola - Apostilas - Agronomia, Notas de estudo de . Universidade Federal de Goiás (UFG)
Ronaldo89
Ronaldo891 de Março de 2013

Micorrizas na Produção Agrícola - Apostilas - Agronomia, Notas de estudo de . Universidade Federal de Goiás (UFG)

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Apostilas sobre o estudo do papel das micorrizas na produção agrícola, tópicos, micorrizas e conservação do solo, micorriza arbuscular, absorção e trocas de nutrientes.
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Departamento de Bioquímica e Biologia Molecular

O papel das micorrizas na produção agrícola

INTRODUÇÃO

O solo, como um complexo dinâmico e agente direto na agricultura, é resultado da ação de diversas forças presentes no ambiente. Dentre essas forças está a atividade biológica, que compreende a ação dos organismos vivos do solo. Ela possui grande influência na estrutura dos componentes do solo.

Os organismos que habitam no solo, tanto microscópicos quanto macroscópicos, realizam ações indispensáveis para a sobrevivência e conservação de plantas e animais. Dentre essas ações estão a decomposição da matéria orgânica, fixação de nitrogênio e conservação de nutrientes.

Mas dentre esses organismos, destaca-se certos tipos de fungos que realizam uma atividade de extrema importância ás plantas: auxiliar as raízes na absorção de água e nutrientes, uma vez que esses microorganismos aumentam a área de ação das plantas. Há então uma associação, denominada micorriza.

TÓPICOS

DEFINIÇÃO:

São associações simbióticas do tipo mutualísticas entre fungos e raízes, ou seja, ambos se beneficiam. Grande parte das plantas realizam esse tipo de associação, exceto as briófitas e algumas outras.

Essa cooperação é antiga e fósseis comprovam essa afirmação. Tal associação foi de grande importância para que as plantas conquistassem o ambiente terrestre, já que, inicialmente, os solos eram pobres em minerais e as micorrizas surgiram para ajudar na absorção de nutrientes.

Figura 1. Fóssil de fungo micorrízico associado simbioticamente a Aglaophyton, planta vascular.

As plantas se beneficiam já que os fungos as auxiliam na absorção de água, de minerais (principalmente o fósforo) e proteção contra agentes prejudiciais. Em troca, os fungos recebem da planta, fotoassimilados, como vitaminas e carboidratos, essenciais a sua sobrevivência, já que

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não capazes de sintetizá-los. Em certos casos, essa associação torna-se essencial, a ponto de certos vegetais sobreviverem apenas na presença desses fungo.

Existem alguns tipos de micorrizas, mas a maioria delas são endomicorrizas. O fungo forma um envoltório que cobre o ápice radicular. Em seguida, ele penetra na raiz, invadindo o interior das células corticais, entretanto, ele não penetra no protoplasma. Elas podem se espalhar pelo solo a fim de aumentar ainda mais a superfície de absorção.

Figura 2. Ilustração dos eventos fenotípicos da formação e ciclo das micorrizas.

MICORRIZAS E A CONSERVAÇÃO DO SOLO

A constante aplicação de fertilizantes, juntamente com a falta de preparo daqueles que os aplicam vem desgastando o solo. Assim, com o tempo, medidas que viessem a diminuir essa ação prejudicial foram surgindo. Dentre elas, a mudança de uma abordagem mais convencional para uma mais sustentável. Os sistemas agrícolas sustentáveis caracterizam-se por uma menor utilização de insumos artificiais, tais como fertilizantes ou mesmo pesticidas, a fim de poupar a terra.

Desse modo, os microorganismos desempenham um importante papel na agricultura sustentável, auxiliando no manejo integrado de prevenção e controle de pragas e doenças, conservação do solo e manipulação de fertilizantes.

As micorrizas representam um importante mecanismo para o aumento da eficiência do uso de fertilizantes, principalmente fosfatados, aplicados aos solos pobres e com uma alta capacidade de fixação de fosfatos, como os solos tropicais. As micorrizas podem elevar de 5% a 290% a produção agrícola.

Figura 3. Extensão da associação micorrízica em plântulas de Pinus contorta.

Dentre os grupos de plantas que se beneficiam dessa simbiose, as fruteiras merecem destaque. Foi nesse grupo que a associação foi primeiro explorada, uma vez que elas apresentam uma dependência micorrízica e dado sua importância econômica.

A maioria das plantas cítricas demonstram uma grande dependência à essa associação, o que se percebe numa maior quantidade de nutrientes, principalmente o fósforo, e maior crescimento.

O aumento da fixação biológica de nitrogênio é também um importante benefício dessa simbiose., principalmente para os solos tropicais. A micorrização aumenta o número de nódulos,

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sendo uma resposta à melhoria do estado nutricional da planta. Algumas leguminosas nem mesmo apresentam nodulação quando na ausência das micorrizas.

Plantas micorrizadas, de maneira geral, apresentam menores danos que as não micorrizadas, quando se trata da incidência de doenças ou o desenvolvimento de patógenos. Há certos fatores que levam a isso, tais como: produção de aminoácidos e açúcares redutores; alteração na qualidade e quantidade de nutrientes na raiz; aumento da espessura da parede celular de células corticais; competição física por espaço na raiz.

Figura 4. Uso de inoculante em leguminosa (alfafa), a fim de aumentar a fixação biológica de N2. Obtido um ganho de mais de 200 kg N há-1 ano

MICORRIZA ARBUSCULAR

O grupo que possui maior importância agronômica dentro dos fungos micorrízicos, são os do grupo dos fungos arbusculares (FMAs). São predominantes nos solos tropicais, além de serem capazes de formar micorrizas com praticamente todas as espécies de plantas.

Caracterizam-se pelo desenvolvimento de estruturas exclusivas como os arbúsculos e as vesículas, oriundas de fungos do filo Glomeromycota. Um fungo de micorriza arbuscular ajuda as plantas a absorver nutrientes do solo, principalmente o fósforo. Crê-se que o desenvolvimento desta simbiose teve um papel crucial na colonização inicial da terra firme pelas plantas e na evolução das plantas vasculares.

Desenvolvimentos no estudo da fisiologia e ecologia das micorrizas, ocorridos nas últimas 40 décadas, conduziram a um maior entendimento das inúmeras funções dos fungos de micorrizas arbusculares no ecossistema, sendo um grande auxiliador aos esforços humanos na gestão e restauração do meio-ambiente e na agricultura.

Figura 5. Segmento de raiz de gramínea, mostrando o aspecto microscópico da penetração e colonização do córtex por fungo micorrízico arbuscular.

Tabela 1. Os benefícios das micorrizas arbusculares no crescimento das plantas

Por estar presente na maioria dos solos, por não haver especificidade da hospedeira e haver susceptibilidade generalizada das plantas à micorrização, os fungos arbusculares

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demonstram enorme potencial biotecnológico. Sua exploração é viabilizada pelo aumento da taxa de micorrização das plantas. Isso pode ser obtido pelos seguintes meios: inoculação com isolados de fungos selecionados; práticas de manejo seletivo da população fúngica nativa dos solos agrícolas; ou aplicação de compostos estimulantes da micorrização.

Essa inoculação traz efeitos benéficos, podendo ser aplicada ao solo durante a semeadura de culturas anuais e pastagens, na repicagem de mudas de plantas olerícolas, no crescimento de mudas de espécies arbustivas ou arbóreas com objetivos agronômicos, florestal, de recuperação ambiental e de ornamentação.

A resposta à inoculação varia de 10% a 800% em aumento da biomassa vegetal, e possuem maior eficiência em plantas que passaram pela fase de crescimento em mudas.

Entretanto, a aplicação desses fungos em larga escala ainda é bem limitada, devido, principalmente, à falta de inoculantes aceitos comercialmente. A principal razão para essa falta de inoculante é a natureza biotrófica obrigatória do fungo, que necessita que sua propagação seja feita em plantas multiplicadoras.

Tabela 2. Exemplos de culturas, fungos eficientes e efeitos da inoculação no Brasil.

Nos cultivos anuais extensivos, a inoculação com fungos micorrízicos arbusculares não é viável, já que um grande volume de inoculante seria necessário. Uma opção seria o manejo da população de fungos nativos que, embora estejam presentes em todos os solos, não são encontrados em concentrações suficientes para atingir, em tempo hábil, taxas de colonização essenciais para garantir benefícios às culturas de ciclo curto (milho, soja, feijão).

ABSORÇÃO E TROCA DE NUTRIENTES

Por possuírem capacidade sapróbica limitada, os fungos micorrízicos dependem das plantas para obtenção de compostos de carbono, absorvendo os fotoassimilados da planta hospedeira na forma de hexoses.

O transporte de carbono da planta para os fungos pode ocorrer nos arbúsculos ou hifas intra-radiculares. No micélio intra-radicular ocorre a síntese secundária a partir das hexoses, onde elas são convertidas em trealose e glicogénio. Esses açúcares podem ser rapidamente sintetizadas e degradadas e podem, também, tamponar as concentrações intracelulares de açúcar. Em seguida, a hexose intra-radicular entra na via das pentoses a qual produz pentose para os ácidos nucleicos. No micélio intra-radicular também pode ocorrer a síntese de lipídeos. Esses são depois armazenados ou transportados para hifas extra-radiculares, onde podem ser armazenados ou metabolizados.

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Aproximadamente 1/4 do carbono transferido da planta para o fungo é armazenado nas hifas extra-radiculares. 20% do carbono adquirido pela planta na fotossíntese é transportado para os fungos. Apesar de ser uma quantidade significativa de carbono, é ainda um investimento essencial, visto os benefícios.

Figura 6. Ilustração esquemática da anatomia de uma raiz com micorriza arbuscular.

O aumento do carbono fornecido pela planta aos fungos de micorrizas arbusculares aumenta a absorção, e a consequente transferência, de fósforo dos fungos para as plantas. Esse transporte pode ser prejudicado quando a quantidade de fotoassimilado fornecido ao fungo decresce.

O aumento da absorção de nutrientes deve-se ao aumento da área de contacto com o solo, à maior transferência de nutrientes para as micorrizas, uma modificação do ambiente radicular e ao aumento de armazenamento. As micorrizas podem apresentar maior eficiência na absorção de fósforo do que as raízes. O fósforo entra na raiz por difusão e as hifas reduzem a distância necessária para a difusão aumentando a absorção. A taxa de entrada de fósforo nas micorrizas pode ser até seis vezes maior à que ocorre nas raízes. Em alguns casos, a planta pode ser totalmente dependente da rede micorrízica para a absorção do fósforo e até ser esta a única fonte desse mineral para a planta.

As micorrizas diminuem o pH da área radicular devido à absorção seletiva de NH4+ e à liberação de íons H+. A diminuição do pH aumenta a solubilidade dos precipitados de fósforo e também o fluxo de N para a planta pois o NH4+ é adsorvido aos colóides do solo, tendo que ser absorvido por difusão.

Assim, havendo uma maior conscientização por parte dos agricultores e da sociedade sobre a necessidade de preservação ambiental e conservação de recursos naturais, há uma consequente ampliação das oportunidades para tecnologias biológicas seguras, como a utilização das micorrizas, que são aliados ancestrais das plantas no ambiente terrestre.

LITERATURA CONSULTADA

SIQUEIRA, J. O.; MOREIRA, F. M. S. - Biologia e Bioquímica do Solo .Universidade Federal de Lavras;

AMARO FILHO, J.; JÚNIOR, R. N. A.; MOTA, J. C. A. - Física so Solo Conceitos e Aplicações. Imprensa Universitária;

SBCS, Viçosa, 2006. Nutrição Mineral de Plantas, 432p.;

Embrapa, Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária; www.embrapa.br;

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