Histórico da

Biologia do Solo

Prof. Milton Luiz da Paz Lima

Instituto Federal Goiano câmpus Urutaí

Curso de Agronomia

Disciplina de Microbiologia Agrícola

Modernização na Agricultura

• Microbiologia do solo – suporte a agricultura moderna;

• Teoria surgida no Século XIX: adeptos da fundamentação biológica ou Quimismo

• “a fertilização do solo ocorria naturalmente por forças biológica que aproveitam substancias da própria natureza”.

• “só adubos fornecem os elementos encontrados nas cinzas das plantas”.

Mediação da Fertilidade

• Fertilidade – microrganismos e mecanismos bioquímicos mediados.

• Solo – fonte inesgotável de diversidade – genes, moléculas e microrganismos de interesse comercial.

• Empiricamente os microrganismos eram utilizados.

• Documentos a.C leguminosas para fertilizar o solo e alimentos fermentados.

• Anton van Leeuwenhoek, 1676 – construiu o primeiro microscópio – “animáculos”, raspas de dente, água e material vegetal. Propulsionando todas as áreas da biologia.

Quebra da Teoria da Geração Espontânea

• Dois séculos para ser considerada como ciência –derrubada da teoria da geração espontânea.

• Justus von Liebig e Berzelius – microrganismos são matéria orgânica sem vida.

• Louis Pasteur – demonstrou a existência de vida sem ar e que cada tipo de fermentação era creditado por um microrganismos específico.

• Desenvolveu princípios de imunização e pasteurização – pai da microbiologia.

Importantes Nomes

Justus von Liebig Berzelius Louis Pasteur

Descoberta das Bactérias Fixadoras

• XIX – leguminosas com teores mais elevados de N2 – sugestão de fixação de N2.

• FBN – Boussingault, Lawes e Gilbert – contra Liebig – FBN e nódulos - sítios do processos.

• Lachman 1858 – observou bactérias nos nódulos e sugeriu que estas nutrem as leguminosas.

Sequencia do Surgimento da Biologia do Solo

• I Uso de leguminosas para adubação verde.• Observação da produção de vapores nos pântanos.• II. Observação do uso de produtos fermentados e

destilados [XIV sumerianos, egípcios e babilônios].• III. Lentes com capacidade de ampliação de objetos

[XVII Anton van Leeuwenhoek, Holanda]• IV. Propôs sistema de classificação dos seres vivos [XVIII

Carl von Linneus].• V. Profecia da fome x Adam Smith – fome vc aumento

da população [1766-1834, Thomas Malthus, Inglaterra].

Histórico do Surgimento de teorias

• Teoria da humificação de materiais orgânicos e sua importância [Albrecht von Thaer, 1752-1828, Alemanha].

• Transformação da MO é mediada por microrganismos e formação do húmus [XIX, Charles C. de la Tour, França e Theodor Schwann, Alemanha].

• Visões polarizadas entre o quimismo e os princípios biológicos [Berzelius e Liebig, Alemanha].

• Interação de raizes com fungos [Vittadini, 1831, Itália]• Postula que N, P e K são requeridos para o crescimentos de

plantas. Teoria da essencialidade dos nutrientes: reforça o “quimismo” [Liebig, 1840, Alemanha]

Defensores da Fundamentação Biológica e Quimismo

• Avançou no estudo das relações entre fungos e raízes [Nageli, 1842].

• Valor das leguminosas para a fertilidade do solo deve-se a sua capacidade de fixar biologicamente o N atmosférico (FBN) [Lachman, Boussingault, Lawes e Gilbert, França e Inglaterra]

• Defensores do quimismo Liebig e Frank

Histórico

• Sintese do DDT em laboratório [Zeidler, phD tese, 1874]

• Elucidação da anaerobiose e confirmação de vários processos microbianos [Louis Pasteur, 1830-1900, França].

• Deu sequencia aos estudos da relação fungos raízes[Pfeffer, 1877].

• Propõe o termo simbiose e sua definição [De Bary, 1879].

• Desenvolveram método da gelatina e propôs postulados de Koch [Koch et al., 1881, Alemanha].

DDT manutenção da saúde humana

Histórico

• Estudando colonização de raizes de árvores empregou pela primeira vez o termo micorriza[Bernard Frank, 1885, Alemanha].

• Conduziram estudos experimentais sobre fixação biológica de N nas leguminosas [Hellriegel & Wifarth, 1886, Alemanha].

• Desenvolvimento do método de culturas de enriquecimento. Primeiro isolamento de bactérias em nódulos de leguminosas (Bacillusradicicola,1888 – Beijerinck, 1885-1901, Holanda).

Histórico

• Descobriu a capacidade dos microrganismos de dissolver materiais orgânicos [Muntz, 1890].

• Descoberta da nitrificação/autrofia microbiana, oxidação do enxofre. Introduziu a cultura de enriquecimento desenvolvida por Beijerinck.

• Início da microbiologia experimental do solo [Sergei Winogradsky, 1856-1953, Rússia].

• Metabolismo celular e enzimas oxidantes do solo [Buchner, 1897].

• Descobriu a existência dos desnitrificadores[Weissenberg, 1897]

Histórico

• Demonstrou inequivocamente os benefícios das micorrizas [Stahl, 1900]

• Folhas das plantas absorvem CO2 do ar.

• Avanços no entendimento da decomposição de materiais orgânicos [Mitscherlich, 1909-1930].

• Descobre as bactérias do gênero Azotobacter sp.

Micorrizas

Histórico Cronológico

• Stahl (1900) Demonstrou equivocadamente os benefícios das micorrizas

• Nitragein (Alemanha) Desenvolveu o primeiro inoculante microbiano

• Brown (1901) Folhas das plantas absorvem CO2 do ar.• Mitscherlich (1909-1930) Avanços no entendimento da

decomposição de materiais orgânicos do solo• Beijerinck (1901), Holanda Descoberta das bactérias pertencentes

ao gênero Azotobacter.• Haber (Alemanha) Descobre condições para síntese química da

amônia• Hiltner (1904) Alemanha Cria conceito de rizosfera.• Sackett (1908) Relaciona microrganismos com as transformações de

P no solo.

Histórico Cronológico

• IAC, Campinas (1908) Primórdios da microbiologia do solo no Brasil e surgem as primeiras publicações.

• Felix Lohnis (1910) Alemanha; Lipman (1908) EUA, Con (1918); Lonis & Fred (1923); E.J. Russel (1923) Publicações sobre microorganismos do solo e suas atividades e relações com a produção agrícola.

• 1916 (EUA) Primeira edição do periódico Soil Science.• Jones (1924) Estudou os efeitos da fumigação do solo no crescimento vegetal.• Selman Waksman (1927) EUA Livro "Principles of soil microbiology" - biblia da

microbiologia do solo.• Alexander Fleming (1928) Descoberta de antibióticos penicilina e gramidicina em

microrganismos do solo (antibiose).• Perrier (1930), Brasil Estudos em rizobiologia no IAC• Paul Miller (1938) Descoberta da propriedade inseticida de amplo espectro do DDT,

utilizado para erradicar mosquitos causadores da malária nas forças do pacífico da segunda guerra mundial.

• Howard (1943) Estuda a relação entre micorrizas e sanidade das plantas.• Avery (1944) EUA DNA responsável pela informação genética.• Álvaro Barcelos (1947-1951) Criou o núcleo de pesquisa em microbiologia

Histórico Cronológico• Década de 50- Euforia para elevar as produtividades.

Surgem opositores representados pela agricultura alternativa e orgânica.

• Johanna Dobereiner (1951) RJ "Azotobacter em solos ácidos" é publicado.

• João R.J. Freire (1951) "a inoculação de leguminosas"é publicado

• Selman Waksman (1952) Descobriu antibióticos produzidos por actinomicetos do solo.

• Watson e Crick (1953) EUA Elucidam a estrutura do DNA• Maclaren - Consolidação dos conhecimentos sobre a

bioquímica do solo e uma abordagem sobre populações.• Martin Alexander (1961) EUA "Introduction to soil

microbiology"• IPAGRO - RS (1968) Isolado para inoculante para soja.

Histórico Cronológico

• Marmur & Doty(1961); Arber (1962); Nirenberg et al. (1966) e Gellert (1967) Desnaturação, hibridização do DNA, endonucleasesde restrição, Sequencias do DNA, elucidação do código genético, DNA ligase.

• Norman Borlaug (EUA) Idealizou o avanço da agroquímica, melhoramento vegetal e mecanização intensiva.

• Boyer et al. (1972); Southern (1975); Sanger et al. (1975 Tecnologia do DNA recombinante (clonagem, virus, plasmídeos, métodos mais rápidos de sequenciamento)

• Jenkinson & Powlson (1976) Método da fumigação incubação-biomassa microbiana.

• Vários autores final da década de 70 - Consolidação da revolução verde e surge a primeira crise energética; idéia de sustentabilidade.

• Döbereiner et al. - Descoberta de novos diazotróficos associativos e seleção do Rizobium da soja.

Histórico Cronológico

• Década de 80 - Ideia de produzir sustentavelmente, conservando o ambiente e a biodiversidade, e a redução no uso de agroquímicos e cultivo mínimo do solo.

• Palmiter & Brinster (1981); Sprading; (1982); Monsanto (1986); Primeiros organismos geneticamente modificados (OGMs)

• Mullis et al. (1985) Reação em cadeia de polimerase PCR Kimura (1983) Relógios evolucionários (genes ribossomais)

• Carl Woese (1977-1987) Catalogação e sequenciamento de ácidos ribonucleicos ribossomais, possibilitando a classificação filogenética de bactérias.

• Década de 90 - Ênfase na integração de fatores biológicos nos sistemas de produção; bases do segundo paradigma da fertilidade do solo. Novo paradigma alcançar a sustentabilidade agrícola

• Século XXI - Ênfase na biodiversidade, impactos do uso da terra, emissão de gases do efeito estufa, biorremediação e cultivos transgênicos. Ampliação da agricultura orgânica e reciclagem do solo.

Carl Woese

Videos recomendados para estudo

• Monsanto e Quimismo: http://youtu.be/gE_yIfkR88M

• Qual o efeito social da monsanto?

• Como registra-se os produtos transgênicos?

• Qual o impacto do Roundup?

• Qual a política americana para regulamentação dos transgênicos e sua relação com a Monsanto? Fale sobre o PCB?

• Fale sobre o câncer e a monsanto?