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Impacto da queima de vegetacao do Cerrado sobre fungos habitantes do solo/Impact of burning vegetation on the Cerrado fungi soil.

Introducao

O cerrado e o segundo maior bioma brasileiro, sendo superado em area apenas pelo bioma Amazonico; ocupa 21% do territorio nacional, e e considerado a ultima fronteira agricola do planeta (BORLAUG, 2002). O estado do Tocantins localiza-se em uma regiao de grande importancia ecologica, com caracteristicas singulares, representando uma area de transicao entre tres dos maiores biomas brasileiros: Amazonico, Cerrado e Caatinga. Segundo Silva (2007), e uma regiao de forte influencia antropica, com muitas areas devastadas, necessitando ser mais bem preservada, aumentando-se o percentual de areas protegidas por unidades de conservacao.

Os fungos habitantes do solo constituem uma parte importante da biomassa e tem participacao efetiva em diversos processos, tais como: agregacao das particulas do solo, decomposicao de residuos organicos, mineralizacao de nutrientes, estabelecimento de relacoes simbionticas e controle de pragas e doencas (MONTEIRO, 2012).

Os fungos considerados saprofiticos, juntamente com outros microrganismos, desempenham papel fundamental na formacao do solo, evolucao da fertilidade, nutricao de plantas, formacao e melhoria de sua estrutura, degradacao e depuracao de substancias toxicas (BUEE et al., 2007). A ciclagem de nutrientes causada por esses microrganismos e de extrema importancia na estabilidade e na melhoria do funcionamento dos ecossistemas presentes no solo (PAN et al., 2008). Alem de sua importancia ambiental, fungos habitantes do solo e seus derivados metabolicos apresentam grande potencial biotecnologico, tais como bioinoculantes para producao agroflorestal, controle biologico, producao de farmacos, entre outros (GOI; SOUZA, 2006).

Por outro lado, o fogo e um dos agentes com maior potencialidade de modificar drasticamente o ambiente e a paisagem, podendo gerar danos irreparaveis a flora e fauna, provocando prejuizos tanto do ponto de vista economico quanto ambiental (SILVA et al., 2011). Freitas e Sant'Anna (2004), estudando os efeitos das queimadas nos ecossistemas florestais verificaram que a remocao dos detritos do solo, causa uma mudanca na disponibilidade de nutrientes, conteudo de agua e pH. Estes autores comentaram que as queimadas provocam a reducao no numero de organismos, sendo necessarios alguns anos para que um novo equilibrio populacional se estabeleca.

Existem poucos estudos relacionados ao impacto de queimadas sobre os fungos habitantes do solo presente no cerrado. Assim, objetivou-se com o presente trabalho identificar a micoflora presente em solos de cerrado, antes e apos o processo de queimada, observando a interferencia deste processo na populacao de fungos habitantes de solo.

Material e metodos

Coletas de solos

As amostras foram coletadas em uma area, no municipio de Jau do Tocantins, Estado do Tocantins, nas seguintes coordenadas Latitude 12[degrees]42'32,4" S e Longitude 48[degrees]29'23,30"O. O clima do estado e tropical, a temperatura media e de 32[degrees]C no periodo de seca (de abril a setembro) e de 26[degrees]C no periodo de chuvas (de outubro a marco). Na regiao sul do estado, as temperaturas medias sao cerca de 3[degrees]C mais baixas do que na regiao norte, segundo Thornthwaite, no qual o bioma predominante e o cerrado.

Conforme mostra a Figura 1, foram efetuadas duas coletas (antes e apos a queima prescrita), em sete transectos amostrais com tres pontos de amostragem (2A, 2B, 2C, 4A, 4B, 4C, 6A, 6B, 6C, 8A, 8B, 8C, 10A, 10B, 10C, 12A, 12B, 12C, 14A, 14B, 14C), esses pontos foram marcados por GPS. A primeira coleta foi realizada em outubro de 2014, area em condicoes naturais (presenca de arvores de pequeno e medio porte, camada de serrapilheira bem-formada) sem interferencia do homem e a segunda coleta foi realizada 30 dias apos a realizacao de queima prescrita. Na area de estudo foram tracadas 15 linhas paralelas equidistantes entre si, em seguida, procederam-se as coletas de solo nas profundidades de zero a sete centimetros (0-7 cm) e abaixo de sete ate quatorze centimetros (7-14 cm), em tres pontos distribuidos nas linhas de numeros pares, como descrito anteriormente (Figura 1).

As amostras de solo foram extraidas com o auxilio de um gabarito (10 x 10 x 10 cm), previamente esterilizado. Cada amostra foi armazenada em sacos plasticos, devidamente identificados e levados ao laboratorio. As amostras de solo foram armazenadas sob temperatura ambiente, 28[degrees]C [+ or -]3[degrees]C, no escuro.

Testes de diluicao do solo

Inicialmente, foram realizados testes de diluicao de solo buscando-se definir a concentracao que melhor expressava a populacao microbiana. Foram instalados os bioensaios em delineamento experimental inteiramente casualizado, com quatro repeticoes e cinco tratamentos, os quais foram representados pelas seguintes concentracoes de solucao do solo: [10.sup.-2], [10.sup.-3], [10.sup.-4], [10.sup.-5] e [10.sup.-6]. A partir destas concentracoes pipetou-se 1,0 mL da solucao e depositou-se no centro das placas de Petri contendo meio de cultura BDA (batata--dextrose - agar), no qual foi adicionado o antibiotico Cloranfenicol 50 mg (0,2 g*[L.sup.-]), proporcionando ao meio seletividade para o desenvolvimento apenas de fungos. A solucao foi espalhada na superficie do meio de cultura com o auxilio de uma alca Drigalski. As placas foram lacradas com filme PVC, identificadas e incubadas a 25[degrees]C[+ or -]2[degrees]C com fotoperiodo de 12 horas, por um periodo de sete dias. Avaliou-se a quantidade de unidades formadoras de colonias (UFC); essas avaliacoes comecaram a partir do segundo dia, apos a incubacao das placas, com quatro repeticoes cada, seguindo metodologia adaptada de Souza (2010).

Quantificacao e identificacao dos fungos

Para a quantificacao dos fungos presentes no solo foi seguida a metodologia adaptada de Souza (2010). As amostras foram passadas em duas peneiras, sendo inicialmente na malha de 2,00 mm e, posteriormente, na de 1,00 mm, para separar os torroes e raizes. Em seguida, pesou-se 1,0 g de solo em Becker de 250 mL com o auxilio de balanca analitica e ao solo foi adicionado 99,0 mL de agua destilada e esterilizada, obtendo-se uma solucao estoque de 10 g.[L.sup.-2]. Cada amostra foi homogeneizada por 5 minutos em agitador magnetico a 150 rpm. Em seguida, adicionou-se a 99,0 mL de agua destilada e esterilizada, 1,0 mL da solucao estoque, obtendo-se uma concentracao final de [10.sup.-3]. A partir dessa concentracao final pipetou-se 1,0 mL e depositou-se no centro de placas de Petri contendo meio de cultura BDA com antibiotico. A solucao foi espalhada na superficie do meio de cultura e as placas foram lacradas, identificadas e incubadas a 25[degrees]C[+ or -]2[degrees]C com fotoperiodo de 12 horas, por um periodo de sete dias.

Durante o periodo de incubacao foram contabilizados os numeros de UFC em cada placa. Utilizou-se o calculo UFC.[g-.sup.1]= (media das contagens x diluicao selecionada x 10) [g-.sup.1]. Apos os sete dias de incubacao procederam-se a identificacao e o isolamento dos fungos que colonizavam cada amostra, com o auxilio de um microscopio estereoscopico (lupa) e microscopio otico. A identificacao dos fungos em nivel de genero foi efetuada por observacoes e comparacao de suas estruturas morfologicas, assimilativas e reprodutivas, de acordo com a literatura especializada (BARNETT; HUNTER, 1972; WATANABE, 2002). A identificacao em nivel de especie, em alguns casos, foi realizada atraves de caracteristicas morfologicas e culturais distintas, como a coloracao das colonias e aspecto dos conidios formados em conidioforos.

Resultados e discussao

Testes de diluicao do solo

Entre as diluicoes de solos testadas observou-se que as placas com a concentracao de [10.sup.-2] de solucao do solo (10 g.[L.sup.-2]), aos quatro dias de incubacao ja estavam totalmente colonizadas e sem possibilidade de separacao das colonias presentes impossibilitando a identificacao dos generos. Por outro lado, a partir da concentracao de [10.sup.-4] verificou-se que houve uma grande diluicao do solo, de modo que se observaram poucas colonias de fungos ate os setes dias de incubacao, nao correspondendo, portanto, a realidade. Por outro lado, a diluicao de 10 g de solo.[L.sup.-3] proporcionou um numero de colonias na superficie do meio, que permitiu a contagem e identificacao isolada ate os sete dias de incubacao, ficando assim determinada a concentracao de [10.sup.-3] para a conducao do demais ensaios.

Quantificacao e identificacao de fungos

Antes da queimada, a profundidade de zero a sete centimetros (0-7 cm), observou-se a presenca de grande numero e diversidade de generos de fungos nas amostras de solo analisadas (Tabela 1). O contrario foi constatado na area submetida a queimada, apresentando maior numero de unidade formadora de colonia fungica na camada subsuperficial (sete a 14 cm de profundidade) do que na camada superficial (zero a sete cm de profundidade). Provavelmente, houve menor temperatura a partir de sete centimetros, possibilitando a maior sobrevivencia dos generos encontrados. Um fato interessante abordado por Dress e Boerner (2003) refere-se ao solo como um excelente tampao contra a transferencia de calor, o que de certa forma favorece os microrganismos que vivem em maiores profundidades. De maneira geral, a temperatura e um fator determinante na distribuicao e atividade dos microrganismos do solo, afetando diretamente a fisiologia dos microrganismos e indiretamente exercendo mudancas no ciclo de nutrientes e na atividade da agua (LEITE; ARAUJO, 2007).

Acredita-se que durante o processo de queimada, a camada superficial do solo seja fortemente afetada pelo aumento da temperatura, havendo rapida reducao da umidade e destruicao dos microrganismos presentes e tambem da materia organica. Com o passar dos dias deve ocorrer a migracao dos fungos sobreviventes das camadas superficiais para as camadas mais profundas. De acordo com Klich (2002), entre outros fatores, a diversidade da comunidade fungica do solo, pode tornar-se reduzida em habitat com baixa diversidade floristica, assim, como a realizacao de queimadas e o manejo de areas cultivadas podem afetar a diversidade de fungos. Embora os efeitos do fogo sejam atenuados nas camadas inferiores do solo, alguns autores relatam que a fauna edafica do horizonte organico e bastante susceptivel a esse processo, por modificar seu habitat (SMITH, 2000). Dessa forma, pode ocorrer uma grande reducao do numero de individuos da fauna do solo apos a queima (SILVA et al., 2011). O que pode justificar a menor quantidade de fungos nas camadas superficiais apos a queima, pois esta acaba com a camada fertil do solo. Fato este que pode ser comprovado atraves da analise da populacao total de fungos, em que houve uma reducao de 39,55%.

Na Tabela 1 estao descritos os numeros medios de UFC fungicas identificadas e quantificadas dos diferentes generos nas amostras de solos antes e apos a queima, em duas profundidades. Foi identificado antes do processo de queima um total de 5.595 UFC nas duas profundidades, e apos a queima 3.382 UFC tambem nas duas profundidades de solo, sendo distribuidos em 14 generos distintos, e um genero nao identificado. Dos generos identificados, destacaram-se Aspergillus, Penicillium, Cladosporium, Fusarium, Mucor, Pythium e Trichoderma, que apresentaram maior numero de colonias em quantidades representativas.

A maioria dos generos fungicos identificados neste trabalho sao considerados tipicos habitantes de solo, sendo a maioria envolvida na decomposicao da materia organica. Trabalhos realizados por outros autores confirmam o solo como sendo o habitat caracteristico dos generos encontrados no presente trabalho (DOMSCH et al., 2007).

Os fungos do genero Aspergillus e Penicillium, sao causadores de degradacao de alimentos, biodeterioracao e patogenicos ao homem, animais e plantas. Entretanto, esses microrganismos sao muito interessantes, nao so em termos de aplicacao biotecnologica, mas tambem para a economia, devido as suas propriedades metabolicas. No contexto da fertilidade do solo, especies do genero Aspergillus desempenham importante papel na atividade de formacao de nitritos e nitratos. A especie Aspergillus niger, por exemplo, e considerada um indicador secundarios da fertilidade dos solos (MONTALDO, 2010).

Segundo Gomez et al. (2007), a predominancia elevada do genero Penicillium no solo pode estar relacionada ao antagonismo sobre outras especies, seja por producao de metabolitos secundarios ou, mesmo indiretamente, por meio da competicao nutricional, da producao elevada de esporos e da maior capacidade de crescimento em meios de cultivo.

O genero Cladosporium e considerado um colonizador saprofitico primario (DOMSCH et al., 1993), apresentando-se abundantemente distribuido no solo, fazendo parte desta microbiota. Sua populacao foi diretamente afetada pela a queima, pois houve uma reducao de 63,45% na camada de 0-7 cm, e um aumento de 48,39% na camada 7-14 cm (Figuras 2 A e B). Fato este que pode estar ligado ao aquecimento da camada superficial, provocando assim a migracao dos sobreviventes para as camadas mais profundas, em busca de substrato e consequentemente sobrevivencia destes.

Os fungos do genero Mucor e Rhizopus, encontrados neste estudo, sao saprofitos comumente encontrados no solo, em vegetais, frutos, sementes e outros materiais em decomposicao (SANTIAGO; MOTTA, 2008). Na populacao de fungos do genero Mucor houve uma reducao de 64,80% no total, apos a queima da area. Ja com relacao a do genero Rhizopus, acredita-se que o mesmo estava presente no solo, antes da queimada, porem, em baixa populacao de tal modo que nao foi detectado na amostragem. Apos a queimada, o ambiente pode ter ficado mais propicio ao seu desenvolvimento, de modo que sua presenca pode ser constatada.

O genero Trichoderma e caracterizado por apresentar rapido crescimento de colonias em meios de cultura, sendo comumente encontrado em solos e citado em varios estudos como antagonista de diversos patogenos (DOMSCH et al., 2007). Segundo Baugh et al. (2007), a acao de Trichoderma sp. como estimulador do crescimento e complexa e realizada por interacoes com fatores bioquimicos e producao de diversas enzimas e compostos beneficos. Ha alguns anos, a eficiencia desse fungo era discutida, mas sem uso comercial. Entretanto, diversos produtos a base desse antagonista ja sao comercializados (MICHEREFF; ANDRADE; MENEZES, 2005). O genero tem potencial antagonico a diversos patogenos habitantes do solo (MELO, 1998).

A queimada da area de estudo promoveu a reducao em 45% da populacao de Trichoderma sp., comparando-se com a populacao que havia na mesma area antes da queimada (Figura 2B). Considerado um bom antagonista as especies de Rhizoctonia sp. e Fusarium sp., que houve um aumento representativo na sua populacao. Outros fungos foram extintos apos a queimada como, por exemplo, os fungos do genero Humicola.

De maneira geral, os principais efeitos do uso do fogo no solo estao relacionados as alteracoes biologicas e quimicas, tais como reducao ou alteracao da populacao microbiana, aumento temporario da disponibilidade de nutrientes, alteracao no pH, aumento da fonte de carbono e oxidacao da materia organica (SANTOS et al., 1992). Isso contribui para o aumento de fungos mais resistentes e ao mesmo tempo reducao da populacao de fungos que nao possuem estruturas de propagacao competitiva.

Costa (2009) relata que com relacao aos nutrientes do solo, o fogo pode promover uma reducao no teor total, em contrapartida, aumenta a disponibilizacao destes em virtude da mineralizacao. Entretanto, quando utilizado em alta intensidade, o fogo pode promover o empobrecimento do solo, uma vez que a combustao nunca e completa e gera alem de agua, dioxido de carbono e calor. Produz tambem monoxido de carbono e outros produtos considerados poluentes, como hidrocarbonetos e oxido de nitrogenio (COSTA, 2009). Com isso sabe-se que o fogo exerce acao direta sobre a umidade, materia organica e nutrientes, o que afeta diretamente a populacao fungica.

Um efeito direto do fogo sobre o solo e a elevacao da temperatura, que, segundo Schacht et al. (1996), pode promover o aumento na taxa de decomposicao dos residuos e na taxa de mineralizacao da materia organica. Soares (1995) relata que o empobrecimento do solo atraves do fogo pode ocorrer basicamente em duas situacoes, primeiro, em incendios de alta intensidade, que queimam, volatilizam ou dispersam quase toda a materia organica e a maior parte dos nutrientes; e segundo modo em que ocorre o empobrecimento do solo e quando este sofre queimas sucessivas e com isso o capital de nutrientes do solo e reduzido gradualmente.

O levantamento de fungos de solo tem sido eficaz para ampliar o conhecimento sobre a diversidade desses microrganismos, permitindo que novas especies sejam identificadas e novos registros sejam realizados, o que abre a possibilidade de sua posterior utilizacao em diversos fins (MARQUES et al., 2008). Atraves do presente trabalho, ficou evidente que o fogo causa alteracoes de grande impacto nas populacoes de fungos habitantes do solo; e, provavelmente, de outros microrganismos presentes no solo, envolvidos em processos de transformacoes da materia organica, mineralizacoes, bem como producao de metabolitos do solo. Desta forma, acredita-se que o uso da queimada, mesmo de forma controlada, afeta significativamente a sobrevivencia das populacoes microbianas habitantes do solo, bem como pode influenciar negativamente na dinamica do ecossistema presente no cerrado.

Conclusoes

Os resultados obtidos demonstram a elevada diversidade de fungos presentes no solo de cerrado, representando contribuicao relevante para o conhecimento da microbiota desse bioma e subsidios para a sua conservacao.

Os generos de maior incidencia no solo estudado foram Aspergillus, Penicillium, Cladosporium, Fusarium, Mucor, Pythium e Trichoderma, que apresentaram maior numero de colonias.

Observou-se que a partir do processo de queimada da vegetacao do cerrado, considerando ate o periodo de 30 dias apos, de um modo geral, diminuiu o numero de microrganismos do solo nas camadas mais superficiais, representando uma medida inadequada de manejo.

Referencias

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Rosangela Ribeiro de Sousa (I), Evelynne Urzedo Leao (II), Ronice Alves Veloso (III), Marcos Giongo (IV), Gil Rodrigues dos Santos (V)

(I) Engenheira Agronoma, MSc., Universidade Federal do Tocantins, Campus Universitario de Gurupi, Rua Badejos, Chacaras 69 e 72, Lt. 07, Sevilha, CEP 77402-970, Gurupi (TO), Brasil. rosangela.sousa20@gmail.com (ORCID: 0000-0002-9564-0291)

(II) Agronoma, Dr-., Pos-doutoranda (PNPD/CAPES), Universidade Federal do Tocantins, Campus Universitario de Gurupi, Rua Badejos, Chacaras 69 e 72, Lt. 07, Sevilha, CEP 77402-970, Gurupi (TO), Brasil. evelynnegpi@gmail.com (ORCID: 0000-0002-1974-6043)

(III) Engenheira Agronoma, Dr-., Universidade Federal do Tocantins, Campus Universitario de Gurupi, Rua Badejos, Chacaras 69 e 72, Lt. 07, Sevilha,

CEP 77402-970, Gurupi (TO), Brasil. ronicealves@hotmail.com (ORCID: 0000-0001-7630-5773)

(IV) Engenheiro Florestal, Dr., Professor da Universidade Federal do Tocantins, Campus Universitario de Gurupi, Rua Badejos, Chacaras 69 e 72, Lt. 07, Sevilha, CEP 77402-970, Gurupi (TO), Brasil. giongo@uft.edu.br (ORCID: 0000-0003-1613-6167)

(V) Agronomo, Dr., Professor da Universidade Federal do Tocantins, Campus Universitario de Gurupi, Rua Badejos, Chacaras 69 e 72, Lt. 07, Sevilha, CEP 77402-970, Gurupi (TO), Brasil. gilrsan@uft.edu.br (ORCID: 0000-0002-3830-9463)

Submissao: 11/06/2016 Aprovacao: 05/07/2018 Publicacao: 30/06/2019

DOI: https://doi.org/10.5902/1980509822614
Tabela 1--Numero medio de unidades formadoras de colonias
(UFC.[g.sup.-1]) presente em amostras de solos, antes e apos o processo
de queima, em duas profundidades (0-7 e 7-14 cm), no municipio de Jau
do Tocantins, 2015
TTable 1--Average number of colony-forming units (CFU.g -1) present in
soil samples before and after the firing process, at two depths (0-7
and 7-14 cm), in Jau do Tocantins city, 2015

                           Antes da Queima            Apos a Queima
Fungos              0 - 7 (1)  7 - 14 (1)  Total   0 - 7 (1)  7 - 14 (1)

Aspergillus niger    4,02       0,70        4,72    0,49       1,50
Aspergillus sp.     10,73       4,86       15,59    4,24       5,74
Colletotrichum sp.   0,22       0           0,22    0          0,11
Cladosporium sp.     4,35       0,96        5,31    1,59       1,86
Curvularia sp.       0,02       2           0,04    0          0,06
Fusarium             0,31       0           0,31    0          0,08
verticillioides
Fusarium sp          8,64       1,54       10,18    2,04       4,09
Humicola sp.         0          0,04        0,04    0          0
Mucor sp.            1,34       0,45        1,79    0,32       0,31
Penicillium sp.      7,17       4,15       11,32    3,27       4,11
Pestalotia sp.       0,02       0           0,02    0          0,02
Pythium sp.          1,81       1,30        3,11    0,47       0,82
Rhizoctonia sp.      0,35       0           0,35    0,32       0,60
Rhizopus sp.         0          0           0       0          0,34
Verticillium sp.     0,38       0           0,38    0          0,08
Trichoderma sp.      1,17       0,79        1,96    0,33       0,74
Nao Identificado     0,16       0,45        0,61    0,02       0,27
Total               40,69      15,26       55,95   13,09      20,73

                    Apos a Queima
Fungos              Total

Aspergillus niger    1,99
Aspergillus sp.      9,98
Colletotrichum sp.   0,11
Cladosporium sp.     3,45
Curvularia sp.       0,06
Fusarium             0,08
verticillioides
Fusarium sp          5,97
Humicola sp.         0
Mucor sp.            0,63
Penicillium sp.      6,15
Pestalotia sp.       0,02
Pythium sp.          1,29
Rhizoctonia sp.      0,92
Rhizopus sp.         0,34
Verticillium sp.     0,08
Trichoderma sp.      1,07
Nao Identificado     0,29
Total               33,82

(1) Profundidade do solo em cm.
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Title Annotation:Nota Tecnica
Author:de Sousa, Rosangela Ribeiro; Leao, Evelynne Urzedo; Veloso, Ronice Alves; Giongo, Marcos; dos Santos
Publication:Ciencia Florestal
Date:Apr 1, 2019
Words:4553
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