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Título: Microbiota rizosférica e micorriza arbuscular em solo de "Landfarming" de resíduos petroquímicos
Título Alternativo: Rhizospheric microorganisms and arbuscular mycorrhiza in soil from a petrochemical waste landfarming system
Autor(es): Nakatani, André Shigueyoshi
Orientador: Siqueira, José Oswaldo de
Membro da banca: Sturmer, Sidney Luis
Moreira, Fátima Maria de Souza
Soares, Cláudio Roberto Fonsêca Sousa
Assunto: Rizosfera
Petróleo
Microrganismos degradadores
Enzimas do solo
Micorrizas arbusculares
Eletroforese em gel com gradiente desnaturante (DGGE)
Seqüenciamento do 16S rDNA
Rhizosphere
Petroleum wastes
Degrader microorganisms
Soil enzymes
Arbuscular mycorrhiza
16S rDNA sequencing
Data de Defesa: 2007
Data de publicação: 2013
Referência: NAKATANI, A. S. Microbiota rizosférica e micorriza arbuscular em solo de 'landfarming' de resíduos petroquímicos. 2007. 74 p. Dissertação (Mestrado em Microbiologia Agrícola) - Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2007.
Resumo: In the petroleum industrialization a great volume of different toxic residues is generated. Because of these waste environmental hazards they need to be adequately treated before final disposition in the environment. These wastes are usually treated by landfarming systems, but this technique has only relative success, since it doesn't completely remove all components especially those with high recalcitrancy and toxicity. It has been suggested that the use of plants coupled with landfarming can enhance the efficiency of the remediation process, as a result of the rhizospheric effects that stimulate degrader microorganisms and biochemical processes responsible for the dissipation of contaminants in soil. Plants effects on soil biochemical processes, microbial degraders and the arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) need to be better studied. The aim of this study was to evaluate microbial density, activity and community structure, and occurrence of AMF in the rhizosphere of plants with frequent spontaneous occurrence (Bidens pilosa, Cyperus sp., Eclipta alba e Eleusine indica) in a landfarming soil for petrochemical waste treatament. Microbial density was stimulated by the presence of plants. In rhizospheric soils larger countings were observed (average 10 times larger) of total and anthracene degrader bacteria in relation to treatments without plants. Whereas density of total and anthracene degrader fungi plant stimulating effects were not generalized as found for bacteria. Plants effects were differentiated among species. Bidens pilosa and Eleusine indica were the most stimulatory ones. Soil actinomycetes exhibited high countings in all treatments independently of plants presence. When compared to other species, Brachiaria decumbens showed low microbial density in the rhizosphere. Plants had little influence on soil heterotrofic activity as evaluated by the fluorescein diacetate hydrolysis while the lypase activity was lightly higher in the soils with plants. The total polycyclic aromatic hydrocarbon concentration in soil was slightly higher in soil with plants. The occurrence of AMF was observed in all studied plants, being the colonization rates pretty high (greater than 40%), except in Cyperus sp. The spore density was enhanced by plants, especially in B. decumbens, in which 4.738 spores 50 mL soil-1 were found. Four AMF species were identified in this soil: Acaulospora morrowiae, Glomus intraradices, Paraglomus occultum e Archaeospora trappei. Considering this soil has a long history of landfarming with a heavy load of petroleum wastes, these AMF are adapted to high concentrations of petroleum pollutants. The DGGE analysis revealed existence of different bacterial communities in different treatments. It was found lower numbers of amplicons in rhizospheric soils and alteration in the dominant populations in the rhizosphere soil. The 16S rDNA partial sequencing analysis of bacterial isolates that grew in medium with anthracene allowed the identification of six different genera: Streptomyces, Nocardioides, Fulvimonas, Arthrobacter, Cellulomonas e Paracoccus. Four the identified genera belong to the actinomycetes. This suggests a great importance of this group of bacteria in the degradation of those compounds in soil. Among these genera, only Nocardioides and Cellulomonas, were already reported to be found in soils contaminated with petroleum hydrocarbons in Brazil. The isolation and identification of microorganisms capable to degrade PAHs are important for additional studies concerning degradation of these pollutants in soil. The results of this study indicate that plants modifies microbiological characteristics of petroleum wast landfarming soil favoring microbial populations more adapted to toxic compounds present in soil.
Na industrialização do petróleo é gerado um grande volume de diferentes resíduos tóxicos que causam impactos ambientais, necessitando de tratamento antes da sua disposição final no ambiente. Esses resíduos são geralmente tratados por "landfarming". Mas essa técnica tem sucesso relativo, já que não remove completamente todos os compostos, especialmente os mais recalcitrantes e tóxicos. O emprego de plantas, acoplado ao "landfarming", pode aumentar a eficiência da remediação. Esse benefício é atribuído ao efeito rizosférico que estimula a microbiota degradadora e os processos bioquímicos responsáveis pela dissipação do contaminante no solo. No entanto, as alterações que as plantas causam sobre os processos bioquímicos desses solos e sobre os microrganismos degradadores e simbiontes, como os fungos micorrízicos arbusculares (FMAs), precisam ser melhor compreendidos. O objetivo deste trabalho foi avaliar a densidade, a atividade e a estrutura da comunidade heterotrófica, e a ocorrência de fungos micorrízicos arbusculares na rizosfera de espécies vegetais espontâneas de ocorrência mais freqüente (Bidens pilosa, Cyperus sp., Eclipta alba e Eleusine indica) em solo de "landfarming" de resíduo petroquímico. A densidade microbiana foi estimulada pelas plantas. Nos solos rizosféricos, foram observadas maiores contagens (em média 10 vezes maior) de bactérias totais e degradadoras de antraceno, em relação aos tratamentos sem as plantas. Já para a densidade de fungos totais e degradadores de antraceno, o efeito estimulante dessa magnitude foi observado apenas em certas espécies. O estímulo foi diferenciado entre as espécies sendo que Bidens pilosa e Eleusine indica foram as que apresentaram o maior estímulo à densidade microbiana. Os actinomicetos totais apresentaram altas contagens, independentemente da presença das plantas. Quando comparada às demais espécies, verificou-se baixa densidade microbiana na rizosfera da Brachiaria decumbens. A presença de plantas teve pouca influência sobre a atividade heterotrófica do solo avaliada por meio da hidrólise do diacetato de fluoresceína, enquanto a atividade da lipase foi ligeiramente maior nos solos com planta. A concentração de HAPs extraída do solo foi maior no solo com planta que naquele sem o crescimento destas. Observou-se a ocorrência de FMAs em todas as plantas estudadas, sendo a colonização elevada (maior que 40%), exceto em Cyperus sp.. A densidade de esporos foi favorecida pelas plantas, especialmente pela B. decumbens, que apresentou mais de 4.000 esporos 50 mL solo-1. Foram identificadas quatro espécies fúngicas: Acaulospora morrowiae, Glomus intraradices, Paraglomus occultum e Archaeospora trappei. Como este solo apresenta um longo histórico de uso em "landfarming" e elevada carga de HAPs de petróleo, este resultado indica que esses fungos são adaptados a altas concentrações desses compostos. A análise de DGGE revelou a existência de diferentes comunidades bacterianas nos diferentes tratamentos. Nos solos rizosféricos, foram encontrados menores números de amplicons e alteração nas populações dominantes. O sequenciamento parcial do 16S rDNA de isolados de bactérias que cresceram em meio com antraceno permitiu a identificação de seis gêneros: Streptomyces, Nocardioides, Fulvimonas, Arthrobacter, Cellulomonas e Paracoccus. Dos gêneros identificados, quatro são de actinomicetos, o que sugere a grande importância destes na degradação desses compostos no solo. Entre esses gêneros, apenas Nocardioides e Cellulomonas já foram relatados em solos brasileiros contaminados com hidrocarbonetos de petróleo. O isolamento e a identificação dos microrganismos capazes de degradar os HAPs são importantes para estudos adicionais sobre a degradação destes poluentes no solo. Os resultados deste estudo indicam que a presença de plantas modifica as características microbiológicas do solo de "landfarming" de resíduo petroquímico, favorecendo a existência de populações microbianas mais adaptadas aos compostos tóxicos presente no solo.
Informações adicionais: Dissertação apresentada à Universidade Federal de Lavras, como parte das exigências do Programa de Pós-Graduação em Microbiologia Agrícola, para obtenção do título de Mestre.
URI: http://repositorio.ufla.br/jspui/handle/1/1536
Publicador: UNIVERSIDADE FEDERAL DE LAVRAS
Idioma: pt_BR
Aparece nas coleções: DBI - Microbiologia Agrícola - Mestrado (Dissertações)

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