Bacterial diversity in Amazonian soils: variability of the genera associated to the nitrification process / Diversidade bacteriana em solos da Amazônia: variabilidade dos gêneros associados ao processo de nitrificação

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DATA DE PUBLICAÇÃO

2007

RESUMO

Os solos da floresta tropical Amazônica supostamente abrigam elevada biodiversidade microbiana, visto que suportam, através da ciclagem da serapilheira, um dos ecossistemas mais exuberantes do planeta. Entretanto, as ações antrópicas de corte e queima, especialmente para o estabelecimento de pastagens, induz mudanças profundas nos ciclos biogeoquímicos, principalmente do nitrogênio. Essas mudanças se manifestam na predominância das formas do N mineral. No solo sob floresta os teores de NO3 - são semelhantes ou maiores que os de NH4 +, enquanto na pastagem praticamente não se encontra NO3 -. Pastagens mal manejadas, via de regra são abandonadas e revertem a uma vegetação secundária, ou "capoeira". As mudanças no uso da terra podem direcionar a predominância de grupos específicos de microrganismos do solo, ou ainda induzir perdas significativas da diversidade como um todo. Para avaliar a extensão do impacto sobre a comunidade microbiana, foram examinadas amostras de solo da camada superficial (0-10 cm) de uma floresta, pastagem e capoeira da região sudoeste da Amazônia. O C e o N orgânico e microbiano, o N mineral nas formas amoniacal e nítrica, as taxas de mineralização e de nitrificação, a diversidade de Bacteria por PCR-DGGE e a diversidade de bactérias oxidadoras de amônio e de nitrito por sequenciamento da região ribossomal 16S foram avaliados, durante as estações chuvosa (fevereiro) e seca (setembro) de 2004. Os resultados indicaram que a área de pastagem bem manejada continha 30 a 42% mais C orgânico do que a capoeira e 47% a mais do que a floresta ao longo do ano. O mesmo padrão foi observado para o N orgânico. O C e o N da biomassa microbiana na pastagem foram 38 e 26%, respectivamente, maiores do que nas áreas de capoeira e floresta durante a estação chuvosa. Entretanto, a falta de umidade durante a estação seca afetou mais intensivamente a biomassa microbiana da pastagem. As relações Cmic:Corg e Nmic:Norg foram reduzidas acentuadamente neste período, indicando condições impróprias para a utilização do substrato. A concentração de nitrato foi maior no solo da floresta, enquanto o amônio foi a forma de N mineral predominante na pastagem e na capoeira. As maiores taxas líquidas de mineralização e de nitrificação foram obtidas nos solos de floresta durante a estação das chuvas, enquanto nos demais sistemas os valores foram negativos ou muito baixos. A abordagem molecular por PCR-DGGE demonstrou que a estrutura das comunidades de Bacteria é distinta nos diferentes sistemas de uso da terra. As causas para as variações estão possivelmente relacionadas ao efeito conjunto da cobertura vegetal e das características químicas do solo. A diversidade de bactérias nitrificadoras, avaliada pelo sequenciamento da região ribossomal 16S, foi maior no solo sob pastagem e capoeira do que sob floresta. As seqüências de AOB encontradas apresentaram maior similaridade com as espécies Nitrosospira sp., Nitrosospira multiformis, Nitrosospira briensis, Nitrosospira tenuis, Nitrosovibrio sp., Nitrosovibrio tenuis e Nitrosolobus multiformis. A diversidade das NOB apresentou a mesma tendência de aumento da diversidade após a mudança do uso da terra para pastagens. No solo sob floresta os clones encontrados estavam relacionados a uma única espécie de Nitrobacter sp., enquanto na pastagem os clones estavam associados às sequências de Nitrobacter sp., Nitrobacter winogradsky, Nitrobacter alkalicus, Nitrobacter hamburgensis e Nitrobacter vulgaris. Por sua vez, no solo sob capoeira foram encontradas somente as espécies Nitrobacter sp. e Nitrobacter hamburgensis. A elevação do pH e das concentrações de amônio no solo pode ter contribuído para a maior diversidade de bactérias nitrificadoras nos solos sob cobertura de gramíneas, em relação à floresta nativa. Entretanto a presença dessas bactérias não resultou em aumentos do teor de NO3 - no solo, devido à sua imediata imobilização pela biomassa microbiana.

ASSUNTO(S)

soil amazônia bacterias amazonian nitrificação solo florestal carbono nitrogen bacteria carbon sequencing sequenciamento genético nitrogênio

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