Avaliação in vitro da aplicabilidade de bioindicadores na qualidade do solo
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Data
2025
Autores
Viera, Ariana Michelle Campos
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Resumo
A qualidade do solo é um conceito fundamental que tem ganhado destaque devido aos intensos processos de degradação que afetam esse recurso natural. Assim, considerando que cerca da metade dos solos habitáveis do mundo são destinados à agricultura, a avaliação da sua qualidade torna-se imprescindível. Nesse sentido, o presente trabalho teve como objetivo realizar uma revisão bibliográfica abrangente para selecionar e avaliar, in vitro, a aplicabilidade de bioindicadores na qualidade do solo. Para isso, foram selecionadas as atividades enzimáticas de arilsulfatase e da betaglicosidase como bioindicadores, devido à sua especificidade e sensibilidade na detecção de alterações no solo. No estudo, foram utilizadas quatro amostras de solo coletadas de um projeto em andamento do grupo de pesquisa, intitulado “Desenvolvimento de Inoculante para Biorremediação de Solos Agrícolas Baseado na Associação de Fungos e Carvão Ativado”. Dessa forma, especificamente, os tratamentos avaliados neste trabalho consistiram em amostras do cultivo de soja em unidades experimentais, compostas por: solo (controle); solo com atrazina; solo com atrazina e bioinoculante fúngico; e solo com atrazina e biochar (carvão ativado); em dois tempo do crescimento vegetal: na semeadura (T0); e estádio V1, quando a primeira folha trifoliolada estava completamente desenvolvida (T1). Sendo que, a qualidade do solo foi avaliada por meio de um estudo de atividade enzimática comparativa a partir da avaliação espectrofotométrica das enzimas usando os substratos p-nitrofenil sulfato de potássio (PNS) e p-nitrofenil β-D-glicosídio (PNG) para arilsulfatase e da betaglicosidase, respectivamente. Os resultados mais relevantes demonstraram que a atividade da arilsulfatase apresentou variações entre os dois tempos analisados, com valores observados mais altos no T1 em relação ao T0. Os tratamentos que incorporaram a atrazina apresentaram maior atividade enzimática quando comparados ao controle, sugerindo que a presença desse composto estimulou a atividade microbiana do solo para arilsulfatase. Em adição, o tratamento composto por solo, atrazina e bioinoculante apresentou também valores altos de arilsulfatase, indicando um efeito benéfico do bioinoculante na detecção enzimática. Em relação à betaglicosidase, sua atividade enzimática foi detectada apenas na amostra de solo coletada no T0, uma vez que as demais amostras estavam fora do intervalo de detecção, o que impossibilitou a obtenção de resultados precisos. Considerando que, o presente estudo não teve como objetivo avaliar a eficiência dos tratamentos, mas sim investigar se as análises enzimáticas são consistentes com as condições do solo, conclui-se que os bioindicadores enzimáticos podem ser empregados para analisar a qualidade do solo, pois oferecem avaliações mais integradas e sensíveis, refletindo de forma mais precisa as condições do solo. Potencial que é especialmente notável para a arilsulfatase. Contudo, recomenda-se a realização de análises conjugadas que considerem outros atributos, como a matéria orgânica e as comunidades microbianas, para uma definição mais precisa da qualidade.
Resumen
La calidad del suelo es un concepto fundamental que ha cobrado relevancia debido a los intensos procesos de degradación que afectan a este recurso natural. Así, teniendo en cuenta que, alrededor de la mitad de los suelos habitables en el mundo son destinados a la agricultura, resulta esencial evaluar su calidad. En ese sentido, el presente trabajo tuvo como objetivo realizar una revisión bibliográfica exhaustiva para seleccionar y evaluar in vitro la aplicabilidad de bioindicadores en la calidad del suelo. Para ello, fueron seleccionadas las actividades enzimáticas de arilsulfatasa y de betaglucosidasa como bioindicadores, debido a su especificidad y sensibilidad em la detección de alteraciones en el suelo. En el estudio, fueron utilizadas cuatro muestras de suelo recolectadas de un proyecto en curso del grupo de investigación, titulado “Desarrollo de Inoculante para la Biorremediación de Suelos Agrícolas Basado en la Asociación de Hongos y Carbón Activado”. De esa forma, específicamente, los tratamientos evaluados en este trabajo consistieron en muestras de cultivo de soja en unidades experimentales, compuestas por: suelo (control); suelo con atrazina; suelo con atrazina y bioinoculante fúngico; y suelo con atrazina y biochar (carbón activado); en dos fases de crecimiento vegetal: en la siembra (T0); y fase V1 cuando la primera hoja trifoliada estaba completamente desarrollada (T1). Siendo que, la calidad del suelo fue evaluada mediante un estudio de actividad enzimática comparativo a partir de una evaluación espectrofotométrica de las enzimas utilizando los sustratos p-nitrofenil sulfato de potasio (PNS) y p-nitrofenil β-D-glucósido (PNG) para arilsulfatasa y betaglucosidasa, respectivamente. Los resultados más relevantes demostraron que la actividad de arilsulfatasa presentó variaciones entre las dos fases analizadas, con valores observados más altos en T1 en comparación con T0. Los tratamientos que incorporaron atrazina mostraron aumentos de actividad enzimática cuando fueron comparados con el control, sugiriendo así que la presencia de ese compuesto estimuló la actividad microbiana del suelo para arilsulfatasa. Además, el tratamiento compuesto por suelo, atrazina y bioinoculante también presentó valores elevados de arilsulfatasa, indicando un efecto benéfico del bioinoculante sobre la detección enzimática. En cuanto a la betaglicosidasa, su actividad enzimática fue detectada solamente en la muestra de suelo recolectada en T0, ya que las demás muestras estaban fuera del intervalo de detección, lo que impidió la obtención de resultados precisos. Considerando que, el presente estudio no tenía como objetivo evaluar la eficiencia de los tratamientos, sino investigar si las evaluaciones enzimáticas eran coherentes con las condiciones del suelo, se puede concluir que los bioindicadores enzimáticos pueden utilizarse para analizar la calidad del suelo, ya que ofrecen evaluaciones más integradas y sensibles, que reflejan de forma más precisa las condiciones del suelo. Potencial que es especialmente notable para arilsulfatase. No obstante, se recomienda realizar análisis combinados que consideren otros atributos, como la materia orgánica y las comunidades microbianas, para una definición más precisa de la calidad.
Abstract
Soil quality is a fundamental concept that has emerged as a response to the significant degradation processes that affect this natural resource. Given that approximately half of the world's habitable soils are used for agriculture, assessing their quality becomes essential. In this context, the present study aimed to conduct a comprehensive literature review to select and evaluate, in vitro, the applicability of bioindicators for soil quality assessment. For this purpose, the enzymatic activities of arylsulfatase and betaglucosidase were selected as bioindicators due to their specificity and sensitivity in detecting soil changes. In the study, four samples were collected from an ongoing project of the research group entitled “Development of an Inoculant for Bioremediation of Agricultural Soils Based on the Association of Fungi and Activated Carbon”. Specifically, the treatments evaluated in this work consisted of soybean crop samples cultivation in experimental units, composed of: soil (control); soil with atrazine; soil with atrazine and fungal bioinoculant; and soil with atrazine and biochar (activated carbon); at two stages of plant growth: at sowing (T0); and at stage V1, when the first trifoliate leaf was fully developed (T1). The quality of the soil was assessed by a comparative enzyme activity study based on the spectrophotometric evaluation of the enzymes using the substrates potassium p-nitrophenyl sulfate (PNS) and p-nitrophenyl β-D-glucoside (PNG) for arylsulfatase and beta-glucosidase, respectively. The most relevant results indicated that arylsulfatase activity exhibited variations between the two analyzed periods, with a tendency to increase at T1 compared to T0. The treatments that contained atrazine showed increases in enzyme activity when compared to the control, suggesting that the presence of this compound stimulated the soil's microbial activity for this enzyme. Furthermore, the treatment combined soil, atrazine and bioinoculant also demonstrated high arylsulfatase activity, indicating a beneficial effect of the bioinoculant on enzyme detection. In contrast, betaglucosidase activity was only detected in the soil sample collected at T0, as the other samples were outside the detection range, which made it impossible to obtain accurate results for this enzyme. Considering that the aim of this study was not to evaluate the efficiency of the treatments, but rather to investigate whether the enzymatic analyses are consistent with soil conditions, it can be concluded that enzymatic bioindicators can be used to analyze soil quality, as they provide more integrated and sensitive evaluations, reflecting soil conditions more accurately. This potential is especially notable for arylsulfatase. However, it is recommended to conduct combined analyses that consider additional attributes, such as organic matter content and the microbial community, for a more precise definition of quality.
Descrição
Trabalho de Conclusão de Curso apresentado ao Instituto Latino-Americano de Ciências da Vida e da Natureza da Universidade Federal da Integração Latino-Americana, como requisito parcial à obtenção do título de Bacharel em Biotecnologia.
Palavras-chave
solos - qualidade, indicadores biológicos, solos - correção, solos - testes