Figura 3 Decomposição de matéria orgânica da Mata …jair/Al319/Aulas/Aula 9. Ciclo do...
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1. FATORES QUE AFETAM A DECOMPOSIÇÃO
1.1. Abióticos
1.2. Relação C/N
< 30-35/1 Mineralização
> 30-35/1 Imobilização
1.3. Superfície específica
1.4. Composição do resíduo
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•CARBOIDRATOS
CELULOSE
HEMICELULOSE
SUBSTÂNCIAS PÉCTICAS
AÇÚCARES
•LIGNINA
•COMPOSTOS NITROGENADOS
•OUTROS
ceras, graxas, ác. orgânicos
CONSTITUINTE CONTEÚDO (%)
30-75
20 - 60
10 - 30
1 - 10
1 - 5
Tabela 1. Principais componentes dos tecidos vegetais depositados
no solo (Waskman & Starkey, 1931)
10 - 30
1 - 15
5 - 20
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• CELULOSE
Plantas, algas, fungos e protozoários PC
���� Mecanismo Bioquímico
Celulose + Celulase
Celobiose + Celobiase
celobiose + glicose
2 glicose
O2
Micelas Fibrilas(micro e macro)
Fungos: Aspergillus, Alternaria, Fusarium, Penicillium, Rhizopus.
Bactérias. Achromobacter, Bacillus, Clostridium, Cellulomonas, Vibrio
Actinomicetos: Micromonospora, Nocardia, Streptomyces,
fibras
Principal constituinte vegetal 50% madeira
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•••• Moléculas 2 x103 a 104•••• Ligações ββββ 1-4•••• PM 200 a 2 x 106
Figura 6. Estrutura da celulose
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UFC/g SOLO SECO(X 104)
21,6
24,6
22,6
44,2
14,9
SISTEMAS DE MANEJO
CONVENCIONAL
PLANTIO DIRETO
PREPARO ADEQUADO (1)
PASTAGEM CULTIVADA
CAMPO NATIVO
Tabela 2. População de microrganismos celulolíticos em solo
submetido a diferentes sistemas de manejo. Adaptado de
Silva Filho (1984).
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• HEMICELULOSE
Hexoses
Heteropolímero ���� ramificado
Estrutura da PC
���� Mecanismo Bioquímico
Hemicelulose + Hemicelulase Açúcares
vegetais (reserva)
Polissacarídeos Pentoses e/ou Ác. Urônico
O2
Fungos: Alternaria, Aspergillus, Fusarium, Penicillium, Rhizopus.
Bactérias. Achromobacter, Bacillus, Clostridium, Pseudomonas, Vibrio.
Actinomicetos: Streptomyces
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G lu c o s e G a la c t o s e M a n o s e
Á c id o G lu c o r o n ic o Á c id o G a la c t u r o n ic o
X i lo s e A r a b in o s e
Figura 7. Estrutura da hemicelulose
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• LIGNINA
Fenil propano 3D
PC
���� Mecanismo Bioquímico O2
Camadas (sec.) Intercelulares
LacaseFenoloxidasePeroxidase
Lignina +Comp. Fenólicos
e Ác. Aromáticos
[����] Madura e Decomposição
Fungos: Porta, Agaricus e Armilaria.
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CONSTITUINTE
GORDURAS
CELULOSE
HEMICELULOSE
LIGNINA
N-TOTAL
SEMANAS
10 - 14
2,6
18,1
16,6
9,9
2,5
ANTERIOR
ESPIGAS
%
2,6
27,0
21,2
11,8
1,8
PLANTAS
MADURAS
1,3
36,3
22,9
19,8
0,2
Tabela 3. Influência da idade das plantas de centeio sobre a composição química da matéria seca (Waksman & Toney, 1972).
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Figura 9. Curvas de decomposição de constituintes orgânicos
dos vegetais. Adaptado de Minderman (1960).
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• AMIDO
Amilose (s) αααα 1- 4 simples
Amilopectina (ins) αααα 1- 4 e 1 - 6 ramif
Principal reserva vegetal Glicose
≅≅≅≅1400
Fungos: Aspergillus, Fomes, Fusarium, Rhizopus.
Bactérias: Achromobacter, Bacillus, Clostridium e Pseudomonas.
Actinomicetos: Streptomices, Nocardia e Micromonospora.
���� Mecanismo Bioquímico O2
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• AMIDO
Amilose (+s) ligadas por pontes
glicosídicas α-1,4, que
conferem à molécula uma
estrutura helicoidal. αααα 1- 4 simplesAmilopectina (-s) αααα 1- 4 e 1 - 6 ramif
Principal reserva vegetal
Fungos: Aspergillus, Fomes, Fusarium, Rhizopus.
Bactérias: Achromobacter, Bacillus, Clostridium e Pseudomonas.
Actinomicetos: Streptomices, Nocardia e Micromonospora.
���� Mecanismo Bioquímico O2
250 a 300 resíduos de D-glicopiranose
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• AMIDO
a) Amilose (+s)
ligadas por pontes glicosídicas α-1,4, estrutura helicoidal.
Principal reserva vegetal
250 a 300 de D-glicopiranose
b) Amilopectina (-s) 1400 α-glicose ligações glicosídicas α-1,4 e α-1-6
Fungos: Aspergillus, Fomes, Fusarium, Rhizopus.
Bactérias: Achromobacter, Bacillus, Clostridium e Pseudomonas.
Actinomicetos: Streptomices, Nocardia e Micromonospora.
���� Mecanismo BioquímicoO2
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•••• PECTINA
Cimento vegetal
Pectina +Poligalacturonase
Metilesterase Ác. galacturônico
Polissacarideo
PC
���� Mecanismo Bioquímico O2
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Uso na Indústria Alimentar
Pectina + Açúcar gelificante gel
Frutas maça e laranja
Figura 10. Estrutura da pectina
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• INULINA
Ligações αααα 2-1
Inulina + Inulinase frutose
frutoligossacarídeo
���� Poder calórico e não digerido no estômago
Raiz da chicória
���� Mecanismo Bioquímico O2
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•••• QUITINA
Fungos e Insetos
Quitina + Quitinase
���� C/N
N-acetilglicosamina
Cadeia longa
���� Relação C/N
Fungos: Aspergillus, Fusarium, Penicillium, Mucor.
Bactérias: Achromobacter, Bacillus e Pseudomonas.
Actinomicetos: Micromonospora, Nocardia e Streptomyces.
���� Mecanismo Bioquímico O2
Polímero de N-acetilglicosamina
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Tabela 4. Eficiência de utilização do carbono
MICRORGANISMOS AERÓBIO ANAERÓBIO
%
BACTÉRIA 5 - 10 2 - 5
FUNGOS 30 - 40 -
ACTINOMICETOS 15- 30 -
32Figura 13. Transformações nos níveis de nitrato atendendo à decomposição de resíduos
orgânicos no solo. (Stevenson , 1964)
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3. MEDIÇÃO DA ATIVIDADE MICROBIANA
���� Evolução do CO2 ou consumo de O2
���� Matéria Orgânica ����
���� Desaparecimento de um componente
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TABELA 5. NÚMERO E BIOMASSA DOS PRINCIPAIS MICRORGANISMOS DO SOLO. AMPLITUDES CONSIDERADAS POR DIVERSOS AUTORES. ADAPTADO DE SIQUEIRA (1988).