A biologia no manejo do solo

Ao caminharmos numa área nativa, ou num gramado, percebemos o solo, sustentáculo da vida terrestre, onde diversos processos importantes acontecem. O solo é um dos ambientes terrestres sobre o qual a vida se desenvolveu, dando origem a maior parte da biodiversidade que conhecemos. É sobre o solo que se sustenta a vida das plantas, que servem como base alimentar para a ocorrência dos animais que conhecemos em nosso planeta.

O surgimento de um solo é dependente, dentre outros fatores, da a atividade de organismos vivos, o que gera uma grande relação entre as espécies que colonizam este ambiente e as características do solo. Ao considerarmos a sucessão de eventos que levam a esta dependência, vemos que a formação dos solos dá origem a um ambiente muito interessante para a hospedagem da biodiversidade terrestre. Existem dentro do solo, ambientes microscópicos capazes de servirem de abrigo a diferentes espécies microbianas, que precisam por exemplo, de diferentes concentrações de oxigênio para sobreviverem, atuam sob condições específicas de umidade, toleram apenas determinadas condições de pH, ou demandam nutrientes específicos, por exemplo, liberados pelas plantas. Assim sendo, temos uma importante relação entre a estruturação física dos agregados de solo e uma organização biológica composta de alta biodiversidade. Este efeito se amplia ao considerarmos que os solos são expostos a diferentes condições de ambiente (como temperatura e umidade) ao longo do tempo, com variações entre as estações do ano ou mesmo ao longo de um dia. Esta variabilidade ambiental do solo permite que o mesmo acumule biodiversidade em seu conteúdo, numa relação de oportunidade e dependência desta para seu funcionamento.

A biodiversidade do solo é composta de diversos grupos de organismos, como os fungos, as bactérias, os protozoários, os nematóides, os vírus, e diversos organismos maiores, como as minhocas e os insetos. Estes diferentes grupos possuem atividades complementares, e atuam de forma organizada a manter o equilíbrio e o funcionamento do solo. Uma visão importante destes organismos está na estimativa do tamanho a parte viva do solo. É estimado que existam entre dez milhões e 1 bilhão de células vivas em cada grama de solo. Esta abundante população do solo está dividida entre organismos pertencentes a mais de 1.000 espécies. No entanto, se colocarmos tudo que é vivo no solo em uma balança, esta mostrará uma número relativamente pequeno, correspondente a algo próximo de 0,1% da massa total de solo. Esta visão de tamanho nos mostra que uma quantidade pequena em massa hospeda grande quantidade e diversidade nas formas de vida, o que nos faz concluir que esta vida no solo seja representada, em sua maioria, por organismos microscópicos, unicelulares, e que possuem tamanho em escala micrométrica (1 milímetro dividido em 1.000 partes).

Por ser composto de uma ampla diversidade metabólica (oriunda de um grande número de espécies), este componente vivo presente nos solos é capaz de atuar em diversos processos, os quais podem ser resumidos em importantes funções, como a dinâmica de elementos químicos nos solos, a manutenção da estruturação física dos solo, a proteção de plantas, e o estímulo ao desenvolvimento vegetal.

A dinâmica de elementos químicos nos solos, promovida pela atividade biológica, se dá pela grande habilidade dos organismos encontrados neste ambiente em usar diferentes formas de nutrientes. Ao passo que as plantas absorvem apenas nutrientes solúveis, os demais organismo presentes nos solos são capazes de buscar fontes de nutrição em formas não solúveis dos nutrientes que precisam. Um grande exemplo disso se dá pela capacidade que diversos fungos em bactérias têm em solubilizar formas não solúveis de fósforo. Similarmente, algumas bactérias encontradas no solo conseguem assimilar o nitrogênio a partir da forma gasosa N₂, encontrada na atmosfera, e inerte para todos os animais e plantas. Esta ampla habilidade dos organismos do solo conecta este componente vivo com a eficiente dinâmica química que ocorre neste ambiente.

A manutenção da estruturação física dos solo ocorre pela produção de diversos compostos com ação de agregação no solo. Uma visão deste processo é possível, percebendo que as frações minerais do solo não formam agregados de forma intensa (como observado para os grânulos encontrados na areia de uma praia). Esta ligação entre as partículas se dá na maior parte pela matéria orgânica e pelos compostos produzidos por organismos do solo, que permitem a adesão entre as partículas, originando os agregados de solo (como observado numa terra composta de torrões). Assim, a preservação desta estrutura, e portanto, da porosidade do solo, por onde este hospeda sua atmosfera e mantem a água retida, é altamente relacionada ao funcionamento do sistema biológico dos solos.

As outras duas funcionalidades descritas acima (proteção e estimulo ao desenvolvimento das plantas) se dão em associação com as plantas. No entanto, antes de entrar diretamente nestas funções, é importante compreendermos como as plantas se associam aos organismos dos solos. Este processo de interação entre plantas e organismos do solo pode ser compreendido numa análise comparativa entre a importância do sistema radicular de uma planta aquática em relação a uma planta terrestre. Ao ponto que as plantas aquáticas demandam de suas raízes a função primordial de fixação, as plantas terrestres atribuem a esta estrutura de raízes sua fixação, sustentação, e absorção da maior parte de água e nutrientes que demandam. Num ponto de vista de evolução, este acúmulo de funções atribuídas ao sistema radicular teve sucesso evolutivo relacionado a capacidade que as plantas tiveram terceirizar estas funções a importantes parceiros que as mesmas encontraram nos solos. Há, portanto, uma grande e conectividade entre as plantas e os diferentes organismos do solo. Esta interação se dá pela grande complementariedade entre as características metabólicas e bioquímicas encontradas em plantas e as diferentes espécies que fazem parte da biologia dos solos.

Inicialmente, é importante contemplar esta conexão entre plantas e o sistema biológico do solo pelo simples fato de que as plantas são a principal fonte de alimento para os organismos do solo. Por serem organismos autotróficos (que sintetizam carbono orgânico a partir de CO₂, usando energia luminosa), também chamados de fotossintetizantes, as plantas atuam como grande fornecedora de material orgânico ao solo. Esta deposição de material orgânico realizada pelas plantas teve papel fundamental em acentuar o processo de formação dos solos, pois a disponibilidade de material orgânico é a base nutricional para os organismos que vivem nos solos. A grande maioria das espécies que vivem nos solos são pertencentes ao grupo conhecido como heterotróficos (organismos que se alimentam de carbono orgânico), e portanto, tem sua atividade moldada pela deposição de material orgânico nos solos. Esta disponibilização do carbono orgânico é feito pelas plantas, tanto pela morte e decomposição das mesmas, como pela liberação de fontes nutricionais ao redor das raízes, no processo chamado de exsudação radicular.

A liberação de nutrientes pelas raízes das plantas deu origem ao processo, mantido e aprimorado ao longo da diversificação das plantas no ambiente terrestre, conhecido como rizosfera. A rizosfera é a região do solo que sofre influência da presença das raízes vegetais, principalmente pela liberação dos exsudatos radiculares. Esta liberação tem como principal função a nutrição de grupos de organismos que auxiliam as plantas se desenvolverem. A interação entre plantas e micro-organismos se dá na rizosfera de maneira que a planta alimente os organismos que irão trabalhar para ela, suprindo-as com nutrientes e proteção. A composição nutricional dos exsudatos radiculares é basicamente feita de carbono, com exceção a algumas moléculas que possuem outros nutrientes em sua composição. Ao percebermos esta composição da exsudação radicular, fica evidente a complementaridade metabólica entre plantas e organismos do solo. Ao passo que as plantas obtém o carbono pela fotossíntese, os organismos do solo são mais eficientes na busca dos demais nutrientes no solo (como nitrogênio, fósforo ou enxofre). Assim sendo, a planta fornece o carbono, e os demais organismos buscam a disponibilização dos demais nutrientes, de forma que ambos os componentes da interação (plantas e micro-organismos) sejam beneficiados.

Esta interação entre plantas e organismos do solo evoluiu além do simples fornecimento de nutriente, e as plantas aprenderam a como estimular também grupos microbianos que atuam em sua proteção contra diversos agente de estreses bióticos e abióticos. É conhecido que as plantas podem alterar a composição da exsudação radicular de maneira a atrair organismos que vão promover melhor proteção de suas raízes contra agentes patogênicos.

Toda esta organização e funcionamento da rizosfera pode ser comprometida quando alteramos um dos seus dois componentes básicos, a exsudação radicular ou a biodiversidade do solo. Sabe-se que uma perda da diversidade biológica do solo, como a que ocorre em ambientes agrícolas sem práticas de manejo adequadas, compromete diretamente a organização da rizosfera, expondo as plantas a maiores estresses nutricionais e ao maior ataques de doenças de solo em suas raízes.

Estas características gerais da rizosfera são mais detalhadamente conhecidas para algumas interações entre plantas e alguns organismos, como as bactérias fixadoras de nitrogênio e os fungos micorrízicos. Nestes dois exemplos, as plantas ‘domesticaram’ grupos microbianos específicos, de forma a otimizarem o serviço dos mesmos para aprimorar o desempenho vegetal. No caso das bactérias fixadoras do nitrogênio, bactérias específicas conhecidas como rizóbios interagem com as leguminosas, formando estruturas radiculares denominadas de nódulos, onde a bactéria atua sob comando da planta na transformação do nitrogênio atmosférico para a forma amoniacal, portanto, fornecendo este nutriente em forma assimilável para as plantas. Já em relação aos fungos micorrízicos, estes são capazes de estabelecer relações simbióticas com a maioria das plantas terrestres, onde funcionam como um prolongamento da estrutura radicular, auxiliando as plantas na absorção de águas e nutrientes. Estes processos são utilizados pelas plantas frente a maiores necessidades que as mesmas apresentam, o que constitui uma clara evidência de simbiose, e demonstra o controle dos processos pela espécie vegetal.

O sistema biológico dos solo está sendo descrito em grande detalhamento nos últimos anos. Com isso, na prática, pode-se buscar em áreas agrícolas uma melhor exploração da biologia do solo. Este sistema biológico presente nos solos pode ser induzido a um melhor funcionamento por práticas adequadas de manejo, como uma rotação de culturas bem realizada, rica em produção e diversidade de fitomassa radicular e de parte aérea, ou pelo emprego dos chamados produtos biológicos. Dentre os produtos biológicos, devem ser destacados os usos de organismos específicos que podem suprir as plantas de nutrientes, ou promoverem sua proteção contra pragas e doenças, além do uso dos chamados “condicionadores” de solo, dentre os quais alguns apresentam efeito sobre o componente biológico. Vale destacar dentro dos chamados “condicionadores”, que estes podem ser divididos em ativadores (componentes não vivos) e repositores (componentes ricos em numero de espécies) da biodiversidade do solo. Este mercado de produtos biológicos é crescente e promissor, tanto pela inovação como pelo potencial eu possui de contribuir para o manejo apropriado de ferramentas e sistemas biológicos na agricultura.

A junção entre a disponibilidade de tecnologias, e uma necessidade crescente de um melhor aproveitamento do recurso biológico na agricultura, deve fomentar inovação em estratégias de manejo e na biotecnologia nos próximos anos. Assim, a disseminação da informação, associada a um melhor uso da biologia do solo terá o potencial de levar a agricultura a novos patamares de produtividade, dentro de uma maior sustentabilidade.