Realizado no Rio de Janeiro/RJ, de 14 a 18 de Outubro de 2013.
ISBN: 978-85-85905-06-4
ÁREA: Bioquímica e Biotecnologia
TÍTULO: Avaliação sazonal da atividade da enzima β-glicosidase em solos do Cerrado
AUTORES: Melo, E.N.P. (UEG) ; Bombonatto, A.K.G. (UEG) ; Moreira, L.M.O. (UEG) ; Faleiro, D.S. (UEG) ; Ferreira, M.E. (UFG) ; Caramori, S.S. (UEG)
RESUMO: A β-glicosidase (EC 3.2.1.21) é uma enzima particularmente útil no monitoramento
da qualidade do solo, devido ao seu papel central na ciclagem de matéria
orgânica.
Medidas de avaliação da atividade de uma determinada enzima em diferentes
períodos
sazonais, podem se constituir em um mecanismo para avaliar a fertilidade de um
solo, ou o estado de sua atividade biológica. Foram coletadas amostras de solos
de
Cerrado “stricto sensu” e Mata Mesófila, em diferentes períodos sazonais. A
atividade enzimática foi determinada utilizando-se p-nitrofenil-β-D-
glicopiranosídeo como substrato. A enzima apresentou um padrão de atividade
variável ao longo do ano, em função das condições climáticas, e de seus
respectivos efeitos sobre a atividade dos seres vivos do solo.
PALAVRAS CHAVES: Ciclo do carbono; Enzimas do solo; Cerrado
INTRODUÇÃO: As enzimas são responsáveis pela ciclagem e decomposição de nutrientes no solo,
tornando-os disponíveis para as plantas e outros organismos. Entre as enzimas
extracelulares em solos, aquelas envolvidas na degradação da matéria orgânica
são de particular interesse. A enzima β-glicosidase (EC 3.2.1.21) é
frequentemente encontrada em solos, e está envolvida na degradação da celulose.
A atividade da β-glicosidase no solo tem sido proposta como indicador de sua
qualidade (NDIAYE et al., 2000). A avaliação da atividade enzimática é muito
importante para entender uma série de processos que ocorrem no solo, inclusive
para o conhecimento e monitoramento das atividades poluidoras e degradadoras do
solo (MARGESIN et al., 2000; TAYLOR et al., 2002). Variações significativas de
temperatura ou umidade durante o ano, influenciam consideravelmente nos
processos do solo dos biomas, incluindo a decomposição de matéria orgânica. Os
fatores climáticos foram identificados como principais causas das diferenças
sazonais observadas nas taxas de decomposição em tais ambientes, devido a
alterações de várias enzimas extracelulares, incluindo hidrolases (BASTIDA et
al., 1998; CRIQUET et al., 2002; PRIETZEL., 2001). O presente estudo teve como
objetivo compreender a influência da sazonalidade sobre a atividade da enzima β-
glicosidase em solos do Cerrado.
MATERIAL E MÉTODOS: O estudo foi realizado na Trilha Interpretativa de Educação Ambiental “Trilha do
Tatu”, localizada na Unidade Universitária de Ciências Exatas e Tecnológicas
(UnUCET) da Universidade Estadual de Goiás (UEG), em Anápolis-GO, entre os
paralelos 16º23'40''S e 48º57'32''W. A trilha do Tatu tem 1,6 km. As amostras de
solo foram coletadas trimestralmente durante o período de Agosto de 2012 a Julho
de 2013, nas camadas de 0-15 cm, foram colocadas em sacos plásticos descartáveis
e, em seguida, levadas ao laboratório. Cada amostra foi peneirada com o uso de
uma tamise com malha de 2 mm. Foram realizadas as seguintes análises físico-
químicas: pH, textura, matéria orgânica e composição mineral. Nesse estudo, foi
determinada a atividade da enzima β-glicosidase livre no solo. O ensaio
enzimático baseia-se nos métodos de determinação colorimétrica do p-nitrofenol
(coloração amarela) formado após a adição do substrato p-nitrofenil-β-D-
glicopiranosídeo. A atividade enzimática do solo foi expressa em μg de p-
nitrofenol liberado por hora por grama de solo seco.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: Em solos de Mata Mesófila, a maior atividade da enzima β-glicosidase foi
observada no período de primavera, chegando a 16,78 U. Já a maior atividade
dessa enzima em solos de Cerrado "stricto sensu" foi observada no verão,
chegando a 9,96 U. Nas estações frias e secas, a atividade da enzima decaiu nas
duas fitofisionomias analisadas, não apresentando atividade no período de
inverno. WITTMANN et al. (2004) em estudo realizado em floresta boreal também
observaram uma diminuição na atividade da enzima em períodos frios e secos. A
menor atividade nesse período pode ser explicada pela influência exercida pelas
condições climáticas sobre a atividade dos seres vivos presentes no solo.
BALDRIAN et al. (2013) identificaram variação sazonal semelhante na atividade da
enzima, em estudo realizado em solos florestais da República Tcheca. Observou-se
que quanto maior o teor de carbono no solo, maiores os valores da atividade da
enzima β-glicosidase. TURNER et al. (2002) em estudos com solos no Reino Unido
também encontraram alta relação entre a quantidade de carbono no solo e a
atividade dessa enzima. A matéria orgânica exerce influência direta na atividade
da β-glicosidase em solos, pois fornece substrato para a sua ação, e também
protege e mantém as enzimas do solo em suas formas ativas. Essa proteção ocorre
devido à formação de complexos enzima-compostos húmicos (DENG & TABATABAI,
1997).
Figura 1.
Efeito da sazonalidade sobre a atividade da enzima
β-glicosidase em solos do Cerrado "stricto sensu"
Figura 2.
Efeito da sazonalidade sobre a atividade da enzima
β-glicosidase em solos de Mata Mesófila
CONCLUSÕES: A atividade da enzima β-glicosidase se mostrou bastante sensível às condições
climáticas ocasionadas pelos diferentes períodos sazonais. A alta atividade
biológica do solo nas estações chuvosas, é responsável pelos maiores valores de
atividade enzimática encontrados nas estações de primavera e verão. A ausência de
atividade no período de inverno, se deve aos menores valores de temperatura e taxa
de umidade observados nesse período. A atividade microbiana tende a diminuir em
períodos com temperaturas mais amenas e menores taxas de umidade.
AGRADECIMENTOS: CNPq e CAPES
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: BALDRIAN, Petr et al. Responses of the extracellular enzyme activities in hardwood forest to soil temperature and seasonality and the potential effects of climate change. Soil Biology and Biochemistry, v. 56, p. 60-68, 2013.
BASTIDA, Agatha et al. A single step purification, immobilization, and hyperactivation of lipases via interfacial adsorption on strongly hydrophobic supports. Biotechnology and bioengineering, v. 58, n. 5, p. 486-493, 1998. CRIQUET, S. et al. Endoglucanase and β-glycosidase activities in an evergreen oak litter: annual variation and regulating factors. Soil Biology and Biochemistry, v. 34, n. 8, p. 1111-1120, 2002.
DENG, S. P.; TABATABAI, M. A. Effect of tillage and residue management on enzyme activities in soils: III. Phosphatases and arylsulfatase. Biology and Fertility of Soils, v. 24, n. 2, p. 141-146, 1997.
MARGESIN, R.; ZIMMERBAUER, A.; SCHINNER, F. Monitoring of bioremediation by soil biological activities. Chemosphere, v. 40, n. 4, p. 339-346, 2000.
NDIAYE, E. L. et al. Integrative biological indicators for detecting change in soil quality. American Journal of Alternative Agriculture, v. 15, n. 1, p. 26-36, 2000.
PRIETZEL, Jörg. Arylsulfatase activities in soils of the Black Forest/Germany—seasonal variation and effect of (NH4)2SO4 fertilization. Soil Biology and Biochemistry, v. 33, n. 10, p. 1317-1328, 2001.
TAYLOR, J. P. et al. Comparison of microbial numbers and enzymatic activities in surface soils and subsoils using various techniques. Soil Biology and Biochemistry, v. 34, n. 3, p. 387-401, 2002.
TURNER, Benjamin L. et al. β-Glucosidase activity in pasture soils. Applied Soil Ecology, v. 20, n. 2, p. 157-162, 2002.
WITTMANN, Christoph et al. Areal activities and stratification of hydrolytic enzymes involved in the biochemical cycles of carbon, nitrogen, sulphur and phosphorus in podsolized boreal forest soils. Soil Biology and Biochemistry, v. 36, n. 3, p. 425-433, 2004.