O solo é o elemento fundamental para o desenvolvimento e crescimento das plantas para alimentar a humanidade. É no solo que as plantas fixam e absorvem nutrientes e água, e suas raízes respiram. Quando não há nutrientes suficientes no solo, faz-se necessário a aplicação de fertilizantes.
Não há dúvida que a planta vive em parte no solo e em parte no ar. (...). A raiz retira do solo água, nutrientes e parte do oxigênio, a folha capta do ar, gás carbônico e energia. O início da formação de muitos aminoácidos e substâncias vegetais se processa na raiz, ou mais precisamente, no colo da raiz. A formação final de proteínas é feita na folha. (...). Por muito tempo esqueceu-se do solo e esqueceu-se da raiz, porque se olhava somente a parte vistosa da planta. Quem não conhece as árvores tortuosas do Cerrado onde cada torcedura do tronco e galhos corresponde a uma da raiz e onde a pobreza de vegetação é devida à pobreza do solo, ou melhor, à impossibilidade de a raiz nutrir-se adequadamente? (PRIMAVESI, 1990, p. 86). O conceito de fertilidade do solo está intimamente relacionado aos vários fluxos de matéria e energia no ambiente. São várias as reações químicas que ocorrem entre as substâncias presentes no solo e na água, bem como as trocas de substâncias entre os seres vivos, as raízes, as partes aéreas das plantas e as partículas minerais do solo. Desses processos resultam a formação de componentes secundários responsáveis por um estado de equilíbrio, seja em nível físico-químico (como, por exemplo, a estabilidade do pH ou o equilíbrio ácido/base), químico e biológico (ROCHA, ROSA, CARDOSO, 2009, p. 178).
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e fungos), além de minhocas, insetos e nematoides. Os microrganismos realizam diversas funções essenciais para o funcionamento do solo, tais como decomposição da matéria orgânica, liberação de nutrientes em formas disponíveis as plantas e degradação de substâncias tóxicas. Além disso, formam associações simbióticas com as raízes das plantas, atuam no controle biológico de patógenos, influenciam na solubilização de minerais e contribuem para a estruturação e agregação do solo (LEITE; ARAUJO, 2007, p. 5). A atividade biológica é figura proeminente nos processos de formação do solo e altamente concentrada nas primeiras camadas do solo, na profundidade entre 1 cm a 30 cm. Nessas camadas, os microrganismos ocupam uma fração menor que 0,5% do volume total do solo e representam menos que 10% da matéria orgânica (LEITE; ARAUJO, 2007, p. 9).
A presença de microrganismos no solo é função das condições ambientais dominantes e dos limites da sua bagagem genética. Dessa forma, existem fatores ambientais (abióticos) que limitam a sobrevivência e a atividade dos microrganismos do solo, por conseguinte a formação de matéria orgânica. Os principais fatores abióticos do solo são a temperatura, o pH, a salinidade, as fontes de energia e substratos orgânicos, os nutrientes e os elementos tóxicos. Além disso, há os efeitos do impacto antropogênico sobre a microbiota do solo, tais como, mudança no manejo e cultivo do solo (LEITE; ARAUJO, 2007, p. 10). Enquanto parte dos fatores abióticos podem ser medidos em laboratórios de análises químicas de solo, o manejo do solo e os cultivos desenvolvidos nas áreas agrícolas envolvem decisões privadas.
Ressalta-se que a atividade humana pode ocasionar modificações nos fatores físicos e químicos do solo, seja pela adição ou remoção de elementos (adubação, calagem e exportação pelas colheitas), seja por práticas de cultivo (plantio convencional ou direto, sistema orgânico ou convencional), que causarão impacto nos microrganismos do solo. De um lado, as adubações química e orgânica aumentam a atividade e a biomassa microbiana. De outro, a nodulação, fixação biológica do nitrogênio e a micorrização são prejudicadas com a adubação nitrogenada e fosfatada, respectivamente. Além disso, a aplicação de pesticidas, produtos químicos e poluentes ao solo tem ocasionado mudanças na microbiota do solo (LEITE; ARAUJO, 2007, p. 15).
Os diferentes sistemas de manejo ocasionam mudanças nos microrganismos e seus processos biológicos. Essas mudanças foram verificadas por D'Andrea et al. (2002) na região do Cerrado do Estado de Goiás e por Santos et al. (2004) no Rio Grande do Sul. D'Andrea et al. (2002) observaram redução dos teores de carbono microbiano com a adoção de pastagem e plantio convencional, comparados com plantio direto e mata nativa. O mesmo comportamento foi observado por Santos et al. (2004), ao verificarem que o plantio direto, comparado ao plantio
convencional, proporcionou aumentos na atividade e biomassa microbiana do solo. Os microrganismos do solo no sistema orgânico aumentaram o conteúdo de matéria orgânica, a biomassa e a atividade microbiana, melhorando a qualidade e produtividade do solo (LEITE; ARAUJO, 2007, p. 17).
O teor de matéria orgânica no solo, a qualidade e a quantidade de resíduos agrícolas adicionados e somados às práticas de manejo são fatores que influenciam na concentração e na atividade da microbiota do solo (CAPAUNI et al, 2012). As liberações de CO2para a atmosfera resultam de vários processos que ocorrem nos solos pela biomassa microbiana, através da respiração de microrganismos, tais como bactérias e fungos, além dos processos fermentativos em condições anaeróbicas e da oxidação química dos compostos orgânicos. A ecologia microbiana do solo é a disciplina que estuda os processos microbiológicos e bioquímicos de importância agrícola e ambiental, relacionando os fatores bióticos (ambientais) e abióticos (interação com outros organismos) que influenciam esses processos (LEITE; ARAUJO, 2007, p. 5).
Portanto, como visto, o solo é dominado pela fase sólida, sendo meio para o crescimento microbiano, compondo um ambiente heterogêneo, descontínuo e estruturado. Os fatores abióticos que limitam a atuação microbiana no solo juntamente com próprios microrganismos servem de sinalizadores para avaliação da fertilidade do solo. Ou seja, um solo com baixo pH, baixa disponibilidade de macronutrientes e baixo teor de matéria orgânica representa um solo de pouca fertilidade e ainda restringe a sobrevivência dos microrganismos, que são vitais para a qualidade do solo. Nesse sentido, a fertilidade do solo para áreas de estudo corresponde a combinação adequada de pH neutro, macronutrientes balanceados, capacidade de troca catiônica e soma de bases adequadas, estrutura física do solo e matéria orgânica suficientes para suprir adequadamente de nutrientes as culturas temporárias.