A determinação da atividade de enzimas do solo é uma das maneiras de avaliar a atividade dos microrganismos e se caracteriza como um dos tipos de análise microbiológica do solo.  A contagem de microrganismos e a análise genética também são tipos de análise microbiológicas, utilizadas para avaliar a “saúde” do solo.

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Visando a agregar o componente biológico á análises de rotina de solos, o uso de análises microbiológicas do solo vem crescendo em ritmo acelerado, maximizando a avaliação da qualidade e potencial produtivo do solo.

A grande vantagem em incluir indicadores microbiológicos é que eles são mais sensíveis que indicadores químicos e físicos, sinalizando com maior antecedência as alterações que ocorrem no solo, em função do seu uso e manejo.

Atividade enzimática

Embora a contagem de microrganismos seja algo simples, ela pode subestimar a comunidade microbiana, já que algumas espécies não crescem em meios de cultura artificiais. Além disso, somente a contagem não é demonstra o nível de atividade dos microrganismos, sendo necessário a utilização de parâmetros como a taxa de fixação de nitrogênio, respiração microbiana, atividade enzimática, etc.

A atividade enzimática do solo é o resultado do somatório da atividade enzimática dos organismos vivos (plantas, microrganismos e animais) e das enzimas abiônticas (enzimas associadas à fração não-viva) que se acumulam no solo, protegidas da ação de proteases, através da adsorção em partículas de argila e na matéria orgânica do solo (MENDES et al., 2015).

Após 21 anos de estudo, a Embrapa lançou em 2020 a BioAS – Tecnologia de Bioanálise de Solo. Considerada uma iniciativa pioneira no mundo, a BioAS é baseada na análise da atividade das enzimas arilsulfatase e beta-glicosidase, associadas aos ciclos do enxofre e do carbono, respectivamente.

A arilsulfatase e beta-glicosidase estão relacionadas, direta ou indiretamente, ao potencial produtivo e à sustentabilidade do uso do solo, funcionando como bioindicadores e fornecendo parâmetros para avaliar a saúde dos solos.

Fluxograma demonstrando que o aumento na atividade biológica é o primeiro degrau na escalada da melhoria de um solo. Fonte: Extraído de Mendes et al., 2018

A Embrapa estabeleceu valores de referência para as enzimas em diferentes solos, de modo a avaliar o estado do seu funcionamento biológico. Valores elevados de atividade enzimática indicam o emprego de práticas de manejo do solo adequadas e sustentáveis. Ao contrário, valores baixos servem de alerta ao agricultor para uma reavaliação do sistema de produção na direção da adoção de boas práticas de manejo.

Os valores de referência de atividade enzimática no solo variam em função das diferentes condições edafoclimáticas e das diferentes culturas. Embora a determinação de enzimas possa ser realizada para diversas áreas, atualmente, a interpretação dos resultados propostas pela Embrapa está formatada para culturas anuais de grãos e fibras cultivadas no bioma Cerrado e no estado do Paraná.

Método de determinação

Os métodos de determinação da arilsulfatase e beta-glicosidase utilizados no protocolo do IAC (Instituto Agronômico de Campinas) e Embrapa são baseados no método descrito por Tabatabai (1994). Entretanto, há uma diferença que é a omissão/retirada do tolueno no procedimento utilizado pela técnica BioAS, da Embrapa.

A metodologia tem como base a incubação de amostras de solo a uma temperatura a 37°C das com uma solução tamponada de substratos específicos para cada enzima, promovendo a liberação do p-nitrofenol, que é determinado por colorimetria, através de um Espectrofotômetro digital UV/VIS, modelo ESPEC-UV-5100.

Para incubação das amostras pode ser utilizada uma incubadora, modelo TE-371/240L. Além disso, são necessários equipamentos adicionais como agitador de tubos, modelo AP-56/1, banho maria digital, modelo TE-054-MAG ou TE-056-MAG, e balança analítica, modelo SHI-AUY-220.

A fosfatase ácida é uma enzima encontrada no solo, porém não está incluída na tecnologia da Embrapa, por ser uma enzima instável e influenciada pelo pH do solo (quando o pH aumenta, o nível de atividade da fosfatase ácida diminui e vice-versa). Entretanto, a fosfatase ácida pode ser avaliada em demandas especificas, utilizando os mesmos equipamentos acima.

·     Qual o procedimento para a coleta da amostra de solo para análise enzimática?

Para análises enzimáticas de solo é imprescindível que a profundidade de amostragem seja de 0 a 10 cm, porque esta é a camada diagnóstica.

O procedimento é similar ao adotado para análise química do solo. Em áreas sob cultivos anuais, são feitas múltiplas coletas em linhas e entre linhas do último cultivo para formar uma amostra de solo composta por várias subamostras.

·     Qual o período de coleta do solo?

A coleta de solo deve ser efetuada preferencialmente no fim do período chuvoso, após a colheita das culturas coincidindo com a amostragem para análise química de solo.

·     As amostras de solo para análise enzimática podem ser armazenadas?

O ideal é enviar as amostras de solo o quanto antes para análise. Caso não seja possível, as amostras de solo podem ficar armazenadas em local seco e arejado, sem exposição direta ao solo.

·     Qual o preparo das amostras de solo para análise de atividade enzimática?

A amostra de solo coletada deve ser seca ao ar e peneirada em peneira com malha de 2 mm. Lima (2021) verificou que a secagem em estufa a 40°C por dois dias não causou alterações expressivas na atividade enzimática. Dessa forma, pode ser utilizada uma Estufa com circulação e renovação de ar, modelo TE-394/2-MP.

·     Como é feita a interpretação dos indicadores biológicos de qualidade do solo?

Dentro da tecnologia BioAS a interpretação é feita por meio de algoritmos baseados em análises de regressão que avaliam a relação entre os níveis de atividade enzimática, o tipo e textura do solo e o rendimento de grãos das culturas, e ainda entre os níveis de atividade enzimática e a matéria orgânica do solo. Com essas regressões é possível delimitar classes de suficiência para os bioindicadores (Muito Elevado, Elevado, Médio, Baixo e Muito Baixo) conforme figura abaixo.

Laudo e escala de qualidade para classificar os índices apresentados no laudo da BioAS. Fonte: Embrapa, 2021.

Considerações finais

A atividade enzimática é um indicador da qualidade do solo de fácil determinação em laboratório, entretanto, para que ela se torne uma ferramenta usual é necessário que as pesquisas continuem avançando.

O aprofundamento das pesquisas permitirá a parametrização de valores de referência que sejam compatíveis com vários tipos de solos e culturas, fomentando a análise de enzimas como parte das análises de rotina.

A análise do componente biológico do solo contribui para o estabelecimento de métricas para avaliação de práticas mais sustentáveis como o uso dos bioinsumos, por exemplo, que podem favorecer a diversidade biológica e funcional do solo.

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Referencias

FRIGHETTO, R.T.S.; VALARINI, P.J. (Coords.). Indicadores biológicos e bioquímicos da qualidade do solo: manual técnico. Jaguariúna: Embrapa Meio Ambiente, 2000. 198p. (EMBRAPA Meio Ambiente – Documentos, 21).

EMBRAPA. Tecnologia BioAS: uma maneira simples e eficiente de avaliar a saúde do solo / Iêda de Carvalho Mendes ... [et al.]. – Planaltina, DF: Embrapa Cerrados, 2021. 50 p. (Documentos / Embrapa Cerrados, ISSN 1517-5111, ISSN online 2176-5081, 369

LIMA, A. C. A. Efeito da secagem das amostras de solo nos níveis de atividade das enzimas ß-glicosidase e arilsulfatase. 2021. 32 f., il. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Agronomia)-Universidade de Brasília, Brasília, 2021. Disponível em: https://bdm.unb.br/bitstream/10483/28444/1/2021_AnaCarolynaAlvesLima_tcc.pdf

MENDES, I. C.; DE SOUSA, D. M. G.; DOS REIS JUNIOR, F. B. Bioindicadores de qualidade de solo: dos laboratórios de pesquisa para o campo. Cadernos de Ciência & Tecnologia, v. 32, n. 1/2, 2015

MENDES, I. C. et. al. Bioanálise de solo: como acessar e interpretar a saúde do solo. Vol. Circular Técnica 38, pp. 24p. 2018. EMBRAPA, Brasília.

Silveira, A.P.D. et al. Determinação da atividade de enzimas em solos. Instituto Agronômico, Centro de Solos e Recursos Ambientais. Protocolo IAC, abril de 2022. Disponível em: http://lab.iac.sp.gov.br/Publicacao/ProtocoloIACEnzimasSolosAbril2022.pdf

Tabatabai, M. A. (1994). Soil Enzymes. In “Methods of Soil Analysis – Part 2 Microbiological and Biochemical Properties” (R. W. Weaver, S. Angle, P. Bottomley, D. Bezdicek, S. Smith, M. A. Tabatabai, A. Wollum, eds.), pp. 786-944. SSSA, Madison, WI.