A moradia dos microorganismos no solo

Marcio Voss Pesquisador da Embrapa Trigo - Passo Fundo, RS

Os microorganismos são responsáveis pela decomposição da palha e o processo primário que envolve o plantio direto. O pesquisador Márcio Voss, da Embrapa Trigo, apresenta, neste artigo, aspectos básicos para o conhecimento sobre a verdadeira “fábrica” que funciona no solo. A segunda parte do trabalho, abordando o papel dos microorganismos na compactação e na conservação da matéria orgânica, será apresentada na próxima edição.

Minha primeira noção de microbiologia do solo aprendi com minha mãe, quando chegava suado para as refeições, vindo de brincadeiras que invariavelmente incluíam correrias pelos amplos espaços da serraria. -“Vá lavar as mãos sujas, que a terra é cheia de bichinhos!”. Eu ia, mais para não levar uns puxões de orelha do que por acreditar nos tais bichinhos. Para mim, os invisíveis seres faziam parte do baú de chantagem dos adultos que nos ameaçavam com boi-tatá, lobisomens e mulas-sem-cabeça. Hoje em dia faz parte da minha profissão a lida com esses organismos, que posso ver sob as lentes de um microscópio. Pois olha! Esses seres, apropriadamente denominados microorganismos são mais “descontados” do que a mula da crendice popular: além de não ter cabeça, também os pés lhes faltam. Não admira que a maioria é quase imóvel no solo. Grande número desses viventes só têm uma célula! Exemplares dos grupos mais numerosos de microrganismos encontrados no solo estão representados nas figuras A1, A2 e A3, bibliografia 1. Observe as suas dimensões mais comuns. Elas são estabelecidas em microns, unidade de medida que equivale a 0,001 milímetro! Com esse tamanho, deve caber muitos deles numa pequena porção de terra. Não se surpreenda quando lhe disserem que é comum encontrar mais de um milhão de microorganismos em uma grama de terra! O que me faz lembrar que minha mãe estava coberta de razão.

Figura A1. Bactérias individualizadas ou em grupos.

Figura A2. Fungo

Figura A2. Actinomiceto

Quantos já tiveram a curiosidade de imaginar o solo como a moradia desses microorganismos? Como é que eles se distribuem pelos “cômodos” dessa moradia? Que tal darmos uma olhada lá dentro do solo? Vamos primeiro pensar em como se constrói esse “lar” e nos materiais empregados. Sabe-se que o solo é formado por minerais, agrupados genéricamente como areia, argila e silte, além de matéria orgânica. Esses componentes se unem uns aos outros e formam grânulos. Essas unidades de solo, chamadas de agregado, não são compactas. Elas possuem canais de variados comprimentos e diâmetros. A acomodação desses agregados uns com os outros estabelece espaços, geralmente maiores do que os internos aos agregados. Esse conjunto de espaços, chamados poros, afeta a disponibilidade de água, a quantidade de ar, a circulação de alimento. Por eles penetram as raízes das plantas. E são nesses espaços que se encontram os microrganismos. Será que existe uma distribuição de microorganismos conforme o tipo de poros? Vamos considerar um elemento essencial para essa análise, que é a água do solo. Em uma forma ideal, pode-se dizer que o solo tem 50% de sólidos, 25% de espaço com ar e 25% de espaço com água (2). Após uma chuva o solo fica cheio de água em seus poros. À medida que o tempo passa, tais poros vão se esvaziando, a partir dos maiores, pela evaporação, pela transpiração das plantas, pela gravidade e pela redistribuição para partes mais secas do solo. Quanto menor o diâmetro dos canais do solo, maior é a retenção de água. É a capilaridade, fenômeno que se observa colocando-se a parte inferior de tubos finíssimos em um corpo d’água: o líquido sobe pelo seu interior sem que se aplique neles outra força. Os poros capilares que têm menos de seis microns de diâmetro, dificilmente ficam sem água no solo (3). Seriam, portanto, “cômodos” muito apropriados para organismos pequenos e que geralmente morrem na ausência de água. Esse é o caso das bactérias que não formam esporos, pois os esporos são uma forma de resistência à falta de água. Isso foi constatado por diversos pesquisadores, entre eles Kilbertus (3), que cedeu à curiosidade de verificar com microscopia eletrônica a distribuição de bactérias nos poros de um agregado de solo. Na figura B, está indicado o diâmetro de poros encontrados com bactérias em seu interior e sua percentagem do total de poros medidos em três solos europeus. Ele observou que nos solos estudados as bactérias se localizavam em poros a partir de 0,8 micron de diâmetro e que a maioria das bactérias ocupava poros em torno de 2 microns de diâmetro. Raramente encontrou bactérias em poros maiores do que 5 microns.

Figura B. Diâmetro de poros capilares colonizados por bactérias. Resultados expressos em % em relação ao número total de poros medidos.

Taí, talvez, o principal segredo da sobrevivência das bactérias não esporulantes, chamadas de uma maneira geral de gram-negativas: viver em poros finos. Esse tipo de “cômodo”, denominado de “zona interna” pelos microbiologistas do solo (4), além de garantir a presença d’água, exerce outra função protetora para os menores microorganismos: seus “corredores” estreitos dificultam ou impedem a entrada da maioria dos predadores, como os protozoários, cujo alimento preferido são as bactérias. Vejam nas figuras C1, C2 e C3 as dimensões desses viventes. E, para dificultar mais ainda a vida de alguns predadores, ocorrem no solo “cômodos” sem porta (3). São poros fechados, em que a presença de bactérias é explicada pelo seu estabelecimento antes de algum processo que lhes tenha obstruído a entrada, como por exemplo o acúmulo de argilas desagregadas e que descem com a água infiltrada. Os outros grupos de microrganismos têm mecanismos para passar um tempo sem água: formam estruturas de sobrevivência. É o caso do grupo de bactérias chamadas de gram-positivas, dos actinomicetos, dos fungos, que produzem esporos, e de protozoários, que encistam. Muitos tipos de vírus sobrevivem sem água por longos períodos. Por isso podem se manter em poros cujos diâmetros têm menor força capilar, sujeitos a secamento freqüente. Em contraponto com a definição anterior, chamaremos esse tipo de cômodo como “zona externa”(4). No entanto, as bactérias gram positivas, os actinomicetos e os vírus têm tamanho compatível com a zona interna, onde podem manter sua atividade e abrigar-se. Talvez tenha lhe chamado a atenção a referência a vírus entre os microrganismos. Na verdade, os cientistas ainda nem entraram em acordo se ele é um ser vivo ou não. Mas, o fato de que ele está presente no solo e, dentro de nosso foco de interesse, é importante lembrá-lo como o tipo do predador do qual as bactérias não conseguem se proteger fisicamente na zona interna, pois os fagos, como são chamados esses vírus, têm medidas nanométricas. E um nanômetro é igual a 0,001 micron! (Figura D).

Figura C1. Protozoário (Rizópodos/ameba).

Figura C2. Protozoário (Flagelado)

Figura C3. Protozoário (Ciliado)

Dentre os microorganismos capazes de se estabelecerem na “zona externa”, um importante grupo é o dos fungos. Suas dimensões são bem maiores do que as das bactérias. Poucos fungos, devido ao diâmetro de suas hifas, conseguem se estabelecer na zona interna. Muitos fungos crescem tanto que seu conjunto de hifas, se torna visível a olho nú. Exemplo são os cogumelos. Mas algumas espécies, as mais fininhas, podem crescer na zona interna. A figura E indica algumas espécies de microorganismos e sua ocorrência na zona interna ou externa, onde se verifica, por exemplo, a preponderância do fungo do gênero Fusarium na “zona interna”(4). Como solos com maiores teores de argila têm mais poros pequenos do que solos de textura mais grosseira, entende-se por que os solos “pesados” favorecem mais a ocorrência de Fusarium do que os solos “leves”. Além de sua capacidade de produzir com muita rapidez vários tipos de formas de resistência para sobreviverem, os fungos, e também os actinomicetos, têm a capacidade de transferir água através de seu corpo (hifas) a partir de pontos em que alguma parte de sua massa esteja em contato com água. Os protozoários, que fazem parte da chamada “microfauna” do solo, precisam de pelo menos um filme de água para se locomoverem. Quando falta água, eles formam cistos. Dentre os protozoários, os flagelados são mais resistentes à seca do que os rizópodos e os ciliados.

Figura D. Vírus (Fago)

Figura E. Localização de alguns grupos (A) e alguns gêneros de microorganismos (B) em poros do solo.

A dificuldade de predação sobre certos microorganismos mencionada na nossa “visita” aos cômodos da zona interna também pode ocorrer em determinadas regiões da zona externa com poros entre 6 e 10-20 microns de diâmetro. Mas no resto da zona externa os protozoários de banqueteiam. Algumas espécies ingerem fungos ou algas mas a maioria é chegada mesmo em bactéria e se dá ao luxo de escolher algumas espécies em particular (1). Até agora comentamos sobre a predação (ataque direto de um ser sobre outro) envolvendo só microorganismos. Mas os microorganismos são apreciados por seres pequenos embora não microscópicos, pertencentes à fauna do solo, como os ácaros, as colêmbolas e os nematóides (Figura F1, F2 e F3). Suas dimensões impedem seu deslocamento na zona interna. Azar dos fungos que, por ocorrerem em maior parte na zona externa, são alvo do apetite de todos esses predadores. Os nematóides estão entre os animais mais comuns do solo. Felizmente nem todos são fitófagos (que se alimentam de plantas). As espécies menores, com 0,5 a 1,5 mm, ingerem bactérias, algas e actinomicetos, esgueirando-se pelos filmes de água na superfície de partículas do solo (1).

Figura F1. Ácaro

Figura F2. Colêmbolas

Figura F3. Nematóide

Com toda essa história de predação, parece, mal comparando, que a violência se espraiou pelas “ruas” do solo. Na verdade estamos nos deparando com cenas dos elos iniciais da cadeia alimentar, e na qual estamos inseridos, em patamares “superiores”. É a vida. Com esse rápido olhar para dentro do solo tivemos uma idéia geral dessa moradia dos microorganismos, em que a variabilidade dos cômodos (ou poros, se preferirem) é fator determinante na regulação da água, do ar e da interações dos diversos seres do solo. Na próxima edição, iremos relacionar essa forma de ver o solo com dois aspectos resultantes do seu manejo, e testar se nosso conhecimento recente nos ajudará a entender parte do que acontece na moradia dos microorganismos. São eles a compactação do solo e a conservação da matéria orgânica, assuntos ressaltados no contexto do sistema plantio direto.

Bibliografia consultada:

(1) Andrews, W.A. A guide to the study of soil ecology. Prentice-Hall, New Jersey. 198 p. 1973 (4) Hattori, T. Microbial life in the soil. New York. Marcel Decker, 1973. (2) Hillel,D. Introduction to soil physics. Academic Press. 366 p. 1982 (3) Kilbertus,G. Étude des microhabitats contenus dans les agrégats du sol. Leur relation avec la biomasse bactérienne et la taille des procaryotes présents. Ver. Écol.Biol.Sol, 17 (4): 543-557. 1980