Fixação Biológica do Nitrogênio: Diazotróficos de Vida Livre

Diazotróficos de Vida Livre

Os microrganismos diazotróficos de vida livre são os fixadores de nitrogênio mais abundantes nos ecossistemas terrestres. Em primeiro lugar, eles utilizam o nitrogênio atmosférico para seu próprio benefício, sustentando seu metabolismo e, ao mesmo tempo, liberando parte do nitrogênio para o meio ambiente (FRANCHE et al., 2009). Além disso, esses microrganismos colonizam uma variedade de nichos, como rizosferas de plantas, filosferas e endofíticos. Importante ressaltar que eles não necessitam de estruturas especializadas para essas associações (ELMERICH; NEWTON, 2007).

Primeiros Microrganismos Diazotróficos de Vida Livre

Os primeiros microrganismos diazotróficos de vida livre foram isolados da rizosfera da cana-de-açúcar e identificados como Beijerinkia fluminensis e Beijerinkia indica. Esse isolamento, por sua vez, marcou o início das pesquisas sobre esses diazotróficos, sendo os primeiros descritos em solos tropicais (DÖBEREINER; RUSCHEL, 1958). De acordo com Kennedy e Tchan (1992), a capacidade desses microrganismos de captar nitrogênio permitiu-lhes colonizar nichos com baixo teor de nitrogênio em diversos ecossistemas.

No entanto, apesar da sua capacidade de colonizar uma ampla gama de ambientes, o conhecimento sobre sua importância ecológica e diversidade ainda é limitado, conforme indicado por Bürgman et al. (2004). Cleveland et al. (1999) estimam que a contribuição dos procariotos de vida livre para a entrada de nitrogênio no solo varia de 0 a 60 kg/ha. Embora essa contribuição possa ser altamente variável em comparação com a fixação simbiótica, em alguns ecossistemas terrestres, a fixação de nitrogênio pelos diazotróficos de vida livre pode ser a principal fonte de nitrogênio.

Estratégias de Fixação de Nitrogênio por Diazotróficos de Vida Livre

Os diazotróficos de vida livre adotam diversas estratégias para fixar nitrogênio. Essas estratégias, de fato, oferecem vantagens no processo de fixação do nitrogênio atmosférico e na formação de reservatórios de nitrogênio no solo (NORMAN e FRIESEN, 2017).

Fatores que Influenciam a Fixação por Diazotróficos de Vida Livre

Umidade do Solo

Os diazotróficos de vida livre desempenham um papel crucial na formação de formas reduzidas de nitrogênio no solo. A presença desses microrganismos pode ser influenciada por várias características do solo, como o microbioma de plantas, a profundidade e as propriedades do solo (KARIMAN et al., 2022). Rui et al. (2022) destacam que a umidade do solo é um fator crucial para a comunidade diazotrófica, especialmente em solos subterrâneos. A umidade, por sua vez, pode afetar diretamente a fixação biológica do nitrogênio ao estimular a atividade dos diazotróficos e, indiretamente, ao aumentar a biomassa vegetal e a matéria orgânica do solo (STEWART et al., 2014).

Profundidade do Solo e Densidade das Raízes das Plantas

A profundidade do solo também influencia a presença dos diazotróficos de vida livre por quatro fatores principais. Primeiramente, solos mais profundos tendem a ser mais anóxicos do que os mais superficiais, resultando em uma distribuição predominante de anaeróbios obrigatórios na subsuperfície. Em contrapartida, microrganismos facultativos aparecem de forma mais uniforme (RUI et al., 2022).

Além disso, a densidade das raízes das plantas é outro fator importante. As raízes se concentram nas camadas superficiais do solo, onde frequentemente encontramos maior abundância de diazotróficos (RUI et al., 2022).

pH do Solo e Temperatura

Outro fator relevante é o pH do solo, que geralmente é mais baixo na superfície do que na subsuperfície, possivelmente devido aos exsudatos radiculares. Organismos menos tolerantes a pH ácido, como o Azospirillum, tendem a ser mais abundantes em solos de subsuperfície alcalinos (RUI et al., 2022).

Além disso, as condições nutricionais também desempenham um papel importante. Solos bem nutridos e com presença de amônia reduzem a competição entre os organismos fixadores e aumentam a riqueza microbiana (WANG et al., 2019).

Finalmente, a temperatura é crucial para a proliferação dos diazotróficos. Temperaturas mais elevadas podem, de fato, aumentar o metabolismo e as taxas de crescimento dos microrganismos, favorecendo aqueles mais tolerantes ao calor e eliminando os menos resistentes (BROWN et al., 2004). Além disso, o aumento da temperatura pode afetar indiretamente os diazotróficos ao promover um aumento na biomassa vegetal e na riqueza de espécies. Esse aumento pode alterar as propriedades do solo, como pH e disponibilidade de nutrientes, influenciando, portanto, a comunidade diazotrófica (ZHOU et al., 2016).