Crostas biológicas: pedogênese, biogeoquímica e colonização experimental em saprolitos

Abstract

A despeito do reconhecimento do papel pioneiro da microbiota no processo de sucessão ecológica, pouca atenção tem sido atribuída à sua participação nos mecanismos pedogenéticos, em associação com outros organismos do solo. O presente trabalho teve como objetivo o estudo das interações envolvidas no intemperismo biogeoquímico e reorganização estrutural decorrentes da ação biológica em ambiente supergênico. As amostragens foram realizadas em cortes de saprolitos colonizados por algas, fungos, líquens e briófitas, expostos na região do Quadrilátero Ferrífero-MG e adjacências. Na primeira fase do trabalho, procedeu-se a caracterização preliminar das ocorrências de crostas biológicas em diferentes substratos, enfatizando-se os efeitos da ciclagem biogeoquímica promovida pelos organismos na mobilidade de macro e micronutrientes bem como o estudo das feições micropedológicas da crosta e da camada micropedogenizada subjacente. Foram analisadas amostras referentes a saprolitos de gnaisse, diabásio, itabirito e xisto, além de depósito de rejeito de mineração de ouro. Os resultados obtidos indicaram um efeito mais expressivo da ciclagem biogeoquímca nos substratos quimicamente mais pobres, optando-se, então, por privilegiar o estudo dos saprolitos de gnaisse no segundo capítulo. Populações mistas de algas fotoautotróficas foram isoladas e inoculadas em saprolitos estéreis provenientes das áreas de amostragem, visando o estudo da viabilidade de sua utilização na proteção de taludes expostos, através da aceleração do processo natural de sucessão ecológica. De modo geral, os efeitos da ciclagem biogeoquímica foram condicionados pelos atributos químicos, grau de intemperismo e/ou maficidade do material parental. Os elementos mais concentrados nas crostas, segundo os teores disponíveis, foram o K, Fe, Al, Zn, Mn, Pb e Ni, sendo K o elemento mais consistentemente associado à ciclagem biogeoquímica. O mesmo ocorreu em relação a Ca e Mg, exceto nos saprolitos mais máficos, onde a reserva maior mascarou a eficiente ciclagem biogeoquímica associada à crosta. Os teores de Fe disponível e total foram maiores na transição crosta/camada micropedogenizada. A ocorrência generalizada de pontuações hematíticas neste microhorizonte sugere uma forte participação microbiótica na oxidação de Fe. As fotomicrografias produzidas em microscópio eletrônico de varredura ilustraram de modo inequívoco o papel da mucilagem de polissacarídeos na estruturação de agregados, unindo a matéria orgânica fresca à parte mineral. As espécies de algas isoladas em meio de cultura e inoculadas sob condição de luminosidade natural, em laboratório, mostraram-se eficientes em colonizar os saprolitos, abrindo a perspectiva do uso de inóculo de algas na recuperação de superfícies minerais expostas.In spite of the recognition of the pioneer paper of the microorganisms in the process of ecological succession, little attention has been attributed to its participation in the pedogenetic mechanisms, in association with other organisms of the soil. The present work had as objective the study of the interactions involved in the biogeochemical weathering and current of the biological action structural reorganization in saprolites. The samplings were accomplished in saprolites courts colonized by algae, fungi, lichens and mosses, exposed in the region of the Quadrilátero Ferrífero-MG. In the first phase of the work, took place the preliminary characterization of the occurrences of biological crusts in different substrate, and the effects of the biogeochemical cycling promoted by the organisms in the macro and micronutrients being emphasized as well as the xstudy of the micromorphological features of the crust and of the basal layer. Samples by gneiss, diabase, itabirite, schist and gold-mining spoil-pile from Morro Velho were analyzed. The obtained results indicated a more expressive effect of the biogeochemical cycling in the chemically poorer substrate, being opted, then, for privileging the study of the gnaiss saprolite in the second chapter. In laboratory, mixed populations of photoautotrophic algae were isolated and inoculated in sterile saprolites of the sampling areas, seeking the study of the viability of its use in the protection of exposed surface, through the acceleration of the natural process of ecological succession. In general, the effects of the biogeochemical cycling were conditioned by the chemical attributes, degree of weathering and/or maficity of the origin material. The most concentrated elements in the crusts, according to the available levels, were K, Fe, Al, Zn, Mn, Pb e Ni, being K the element more clearly associated to the biogeochemical cycling. The same happened in relation to Ca and Mg, except in the saprolites more maficity, where the larger reservation masked the efficient biogeochemical cycling associated to the crust. The levels of available and total Fe were larger in the transition crust/basal layer. The expressive occurrence of oxics punctuations in this microhorizon suggests a important microbiotic participation in the oxidation of the Fe. The photomicrographs of crusts produced in scanning electron micrographs illustrates in an unequivocal way the paper of the polysaccharide mucilage in the formation of aggregates, uniting the fresh organic matter to the mineral part. The species isolated in algal cultures and incubated under natural light conditions were efficient colonizers of undisturbed saprolites, opening the perspective of the use of inoculant of algae in the recovery of exposed mineral surfaces.