UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA MARIA
CENTRO DE CIÊNCIAS RURAIS
CURSO DE GRADUAÇÃO EM AGRONOMIA
Eficiência de Azospirillum brasilense em
plântulas de quatro cultivares de trigo e sua
interação com o tratamento de sementes
TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO
ISAIAS BINOTTO
Eficiência de Azospirillum brasilense em
plântulas de quatro cultivares de trigo e sua
interação com o tratamento de sementes
por
Isaias Binotto
Trabalho de Conclusão de Curso apresentado ao Curso de
Graduação em Agronomia, Área de Concentração em Fitotecnia, da
Universidade Federal de Santa Maria (UFSM, RS), como requisito
parcial para obtenção do grau de
Engenheiro Agrônomo
.
Orientador: Prof. Cláudio Lovatto
Santa Maria, RS, Brasil
Universidade Federal de Santa Maria
Centro de Ciências Rurais
Curso de Graduação em Agronomia
A Comissão Examinadora, abaixo assinada, aprova o Trabalho de
Conclusão de Curso
Eficiência de
Azospirillum brasilense
em plântulas
de quatro
cultivares de trigo e sua interação com o tratamento de sementes
elaborada por
ISAIAS BINOTTO
como requisito parcial para obtenção do grau de
Engenheiro Agrônomo
COMISÃO EXAMINADORA:
__________________________________
Prof. Cláudio Lovatto (Presidente/Orientador)
__________________________________
Thomas Newton Martin
(Engenheiro Agrônomo)
__________________________________
Patrícia Bertoncelli
(Zootecnista)
AGRADECIMENTOS
Agradeço primeiramente a Deus por dar-me capacidade e inteligência para aqui estar.
Aos meus pais, Mauri e Miriam pelos ensinamentos, paciência, educação, carinho e todos os demais sentimentos de afeto demostrados durante estes anos de minha existência.
Em especial a minha noiva Daiane, pelo seu companheirismo, carinho e amor ao meu lado, transmitindo-me força e vontade nos momentos mais difíceis.
A Universidade Federal de Santa Maria, pela oportunidade de aprendizagem e possibilidade de um futuro melhor.
A todos os professores pelas suas orientações, conselhos e paciência para com a minha pessoa.
Aos funcionários e estagiários do Laboratório de Sementes e do Grupo de Pesquisas em Grandes Culturas pela ajuda e amizade.
Aos meus colegas que por cinco anos me acompanharam nesta caminhada e que hoje chegam comigo ao título profissional.
A empresa Total Biotecnologia, na pessoa do Cezar e Júlio, pelo apoio recebido ao decorrer do trabalho.
RESUMO
Trabalho de Conclusão de Curso Curso de Graduação em Agronomia Universidade Federal de Santa Maria
Eficiência de Azospirillum brasilense na fase de plântulaem quatro cultivares
de trigo e sua interação com o tratamento de sementes Autor: Isaias Binotto
Orientador: Prof. Cláudio Lovatto Data: Santa Maria, 07 de fevereiro de 2013.
O nitrogênio é um dos principais nutrientes para o desenvolvimento de gramíneas. Contudo, seu custo tem aumentado muito nos últimos anos. Têm-se como alternativa a FBN, onde a utilização de bactérias do gênero Azospirillum está tornando-se relevante. Alguns estudos mostram resultados controversos sobre seu efeito em plântulas e no acúmulo inicial de massa seca. Objetivou-se com o presente trabalho avaliar o desenvolvimento e estabelecimento inicial de cultivares de trigo submetido a tratamento de sementes e inoculação com bactérias de Azospirillum brasilense. As cultivares utilizadas no estudo foram FUNDACEP Campo Real, FUNDACEP Horizonte, TBIO Quartzo e TBIO Mirante. As sementes foram submetidas aos tratamentos: Sementes sem qualquer tratamento, Inoculante (AZOTOTAL®), Tratamento de sementes e Inoculante + Tratamento de sementes.
Foram realizadas as avaliações de germinação de sementes, comprimento da raiz e parte aérea e fitomassa seca de plântulas em laboratório e casa de vegetação. Para a análise estatística, utilizou-se o delineamento inteiramente casualizado, em esquema bifatorial (4x4), com quatro repetições.
O uso de Azospirillum brasilense aumentou significativamente o tamanho e massa seca de raízes e parte aérea. A utilização de produtos químicos afeta o desenvolvimento inicial das plântulas, estando estas em condições ótimas para seu desenvolvimento.
ABSTRACT
Course Conclusion Work Graduation Course of Agronomy Federal University of Santa Maria
Efficiency of Azospirillum brasilense in the seedling stage in four wheat cultivars and their interaction with the seeds treatment
Author: Isaias Binotto Advisor: Prof. Cláudio Lovatto Date: Santa Maria, 02 February 2013
Nitrogen is a key nutrient for the development of grasses. However, its cost has increased greatly in recent years. There have been alternative BNF where the use of bacteria of the genus Azospirillum are becoming relevant. Some studies show conflicting results about its effect on seedlings and initial accumulation of dry mass. The objective of this study was to evaluate the development and initial establishment of wheat cultivars subjected to seed treatment and inoculation with bacteria Azospirillum brasilense. The cultivars used in this study were FUNDACEP Campo Real, FUNDACEP Horizonte, TBIO Quartzo and TBIO Mirante. The seeds were treated: Seeds without any treatment, inoculants (AZOTOTAL ®), seed treatment and seed treatment + Inoculant. Evaluations were performed seed germination, root length and shoot dry weight and seedling laboratory and greenhouse. For statistical analysis, we used the randomized design in a factorial model (4x4) with four replications.
The use of Azospirillum brasilense significantly increase the size and dry mass of roots and shoots. The use of chemicals affects the early development of seedlings, being in these optimal conditions for their development.
LISTA DE FIGURAS
FIGURA 01 – Resumo da análise de variância para as variáveis avaliadas: germinação primeira contagem (GPC), germinação segunda contagem (GPS), germinação total (GT) e massa seca da parte aérea (MSPA) em sementes de quatro cultivares de trigo (Horizonte, Quartzo, Mirante e Campo Real) submetido aos diferentes tratamentos (testemunha, inoculante, tratamento de sementes e inoculante + tratamento de sementes)...20 FIGURA 2 – Resumo da análise de variância para as variáveis avaliadas: massa
seca total (MST), comprimento de raiz (CR) e comprimento de parte aérea (CPA) em sementes de quatro cultivares de trigo (Horizonte, Quartzo, Mirante e Campo Real) submetido aos diferentes tratamentos (testemunha, inoculante, tratamento de sementes e inoculante + tratamento de sementes) ...20 Tabela 03 – Resumo da análise de variância para as variáveis avaliadas: massa
seca de raiz (MSR), massa seca de raízes nos copos (MSCRA) e massa seca de parte aérea nos copos (MSPA) em sementes de quatro cultivares de trigo (Horizonte, Quartzo, Mirante e Campo Real) submetido aos diferentes tratamentos (testemunha, inoculante, tratamento de sementes e inoculante + tratamento de sementes)...21 Tabela 04 – Média do número de plântulas normais na segunda contagem (GPS),
comprimento de raiz (CR) e comprimento de parte aérea (CPA) em sementes de quatro cultivares de trigo (Horizonte, Quartzo, Mirante e Campo Real) submetido aos diferentes tratamentos (testemunha, inoculante, tratamento de sementes e inoculante + tratamento de sementes)...23 Tabela 05 – Média de quatro cultivares de trigo (Horizonte, Quartzo, Mirante e
Campo Real) submetido a análises de germinação primeira contagem (GPC), germinação segunda contagem (GPS), germinação total (GT), massa seca da parte aérea (MSPA) massa seca total (MST), comprimento de raiz (CR), comprimento de parte aérea (CPA) massa seca de raiz (MSR), massa seca de raízes nos copos (MSCRA) e massa seca de parte aérea nos copos (MSPA) submetido aos diferentes tratamentos (testemunha, inoculante, tratamento de
sementes e inoculante + tratamento de
sementes)...24 Tabela 06 – Média de quatro tratamentos (testemunha, inoculante, tratamento de
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO...09
2 REVISÃO DE LITERATURA...11
2.1 NITROGÊNIO NO SISTEMA...11
2.2 GENÊRO AZOSPIRILLUM...12
2.3. ASSOCIAÇÃO DE AZOSPIRILLUM COM A CULTURA DO TRIGO..13
2.4. INTERAÇÃO COM PRODUTOS FITOSSANITÁRIOS...17
3 MATERIAL E MÉTODOS ... 18
4 RESULTADOS E DISCUSSÃO ... 20
5 CONCLUSÕES ... 27
1 INTRODUÇÃO
A cultura do trigo é de fundamental importância no sistema de produção agrícola do centro-sul e sul do Brasil, sendo cultura economicamente viável no período de inverno. O Brasil se coloca entre os países que mais importam este cereal, tendo como desafio tornar a cultura competitiva frente aos demais países produtores, especialmente o Mercosul.
O desenvolvimento de novas tecnologias conta com inúmeras alternativas que buscam substituir os sistemas agrícolas tradicionais que se baseiam no uso massivo de fertilizantes e agroquímicos em busca de maior produção e qualidade de produtos. O desenvolvimento e a adoção destas tecnologias visam aumentar a produção de alimentos sem que se aumentem os custos de produção, de maneira a ser viável economicamente e sustentável do ponto de vista ambiental ou ainda com reduções nos custos de produção.
Porém, para alcançar altas produtividades de grãos é necessário o uso de alguns recursos, um destes é a nutrição das plantas, de forma a suprir suas necessidades. Neste contexto, o nitrogênio (N) é um dos elementos necessários em maior quantidade para o funcionamento adequado das plantas, pois faz parte, por exemplo, de nucleosídeos de fosfato e aminoácidos, que compõe a estrutura dos ácidos nucléicos e das proteínas (TAIZ & ZEIGER, 2004). É um dos nutrientes mais importantes, pois a maioria dos ecossistemas depois de serem fertilizados com N apresenta expressivos ganhos de produtividade. É sem dúvida um limitante da produção, principalmente em gramíneas com alto potencial produtivo de grãos, como o milho e o trigo.
Desta forma, o uso de fertilizante nitrogenado é uma prática comum e responsável por elevar os custos da produção agrícola (em torno de R$600,00/ha para uma produtividade média de 3500 kg/ha na cultura do trigo), além de poder gerar danos ao ambiente, uma vez que parte do total aplicado é geralmente perdido. Calcula-se que a eficiência de utilização dos fertilizantes nitrogenados é em média 50%, devido à ação de processos como a lixiviação, volatilização de amônia, desnitrificação, erosão e imobilização microbiana (REIS JUNIOR et al., 2010).
inoculação), limpa e sustentável para o fornecimento de N na agricultura comercial (HUERGO, 2006). Além disso, a não utilização ou pequeno aporte reduz a capacidade da planta a produzir perfilhos, diminui a produção de grãos, e o seu uso em altas quantidades pode causar acidificação nos solos, aumento nos custos de produção e lixiviação para o subsolo e consequente contaminação do lençol freático.
A fixação biológica de nitrogênio, nada mais é que a conversão de N gasoso (N2) em outras espécies químicas nitrogenadas promovidas por alguns organismos,
que empregam o N fixado na biossíntese de proteínas e ácidos nucléicos (NUNES et al., 2003). Para isso, existem rizobactérias, consideradas promotoras do crescimento de plantas, que proporcionam diversos benefícios devido às alterações que podem causar no metabolismo das mesmas (BURDMAN et al., 2000), dentre estes benefícios pode-se citar a fixação biológica de nitrogênio.
Foi principalmente no início da década de sessenta que bactérias diazotróficas associadas à rizosfera foram isoladas pelo grupo de pesquisa da Dr. Johana Dobereiner (BALDANI et al., 1997), e a partir daí intensificaram-se os estudos de bactérias fixadoras de nitrogênio associadas a outras espécies que não as leguminosas. As bactérias fixadoras de N são encontradas na natureza na forma de vida livre ou em associação com plantas, e estão em geral amplamente distribuídas no solo (DIDONET et al., 2000). Existem inúmeras bactérias, chamadas diazotróficas, identificadas e capazes de fixarem N2 e fornecê-lo às plantas por meio
de associação, principalmente com raízes, às gramíneas. Todavia, as mais estudadas são as do gênero Azospirillum.
Objetivou-se com o presente trabalho avaliar o desenvolvimento e estabelecimento inicial de cultivares de trigo submetidas a tratamento de sementes e inoculação com bactérias de Azospirillum brasilense.
2 REVISÃO DE LITERATURA
2.1. NITROGÊNIO NO SISTEMA
O nitrogênio (N) é um dos elementos necessário em maior quantidade para funcionamento adequado das plantas, e faz parte de nucleosídeos de fosfato e aminoácidos, que compõe a estrutura dos ácidos nucléicos e das proteínas, respectivamente. É considerado um dos nutrientes mais importantes para um bom desempenho dos cultivos comerciais, principalmente das gramíneas, onde a quantidade utilizada é maior. (DOBBELAERE & OKON, 2007).
A principal fonte de N na natureza é a atmosfera, que possui uma vasta quantidade (aproximadamente 78%) de N2 (TAIZ & ZEIGER, 2004). Porém, esta
quantidade não está diretamente disponível as plantas, precisando de fixação por meio do processo industrial ou natural (NUNES et al., 2003). No solo, o N encontra-se nas formas orgânicas (matéria orgânica e resíduos culturais), mineral (solução do solo e adsorvido a argilas) e gasosa (nos poros). As principais formas disponíveis são amônio (NH4+) e nitrato (NO3-). Este nutriente constitui um elemento
extremamente limitante para a produtividade de gramíneas, como o trigo e o arroz, e principalmente, as de altas produções de grãos como o milho.
A reação de redução do N2 atmosférico à amônia requer uma energia de
ativação bastante alta, não ocorrendo espontaneamente (QUADROS, 2009). Na natureza, alguns poucos microrganismos diazotróficos, ou fixadores de N tem a capacidade de reduzir o N2 atmosférico à amônia (DOBEREINER, 1990), podendo
usar nitrogênio molecular (N2) da atmosfera como fonte nitrogenada através do que
se chama fixação biológica de N (SILVA et al., 2004).
um ponto chave de ingresso do N molecular no ciclo biogeoquímico do nitrogênio (TAIZ & ZEIGER, 2004).
Existem rizobactérias que são consideradas promotoras do crescimento de plantas, devido a diversos benefícios que podem causar no metabolismo das plantas (BURDMAN et al., 2000). Dentre estes benefícios, existe a fixação de nitrogênio, bactérias fixadoras de N são encontradas na natureza na forma de vida livre ou em associação com plantas, e estão em geral amplamente distribuídas no solo (DIDONET et al., 2000). Sua utilização em práticas agrícolas está tornando-se relevante, visto que a adubação nitrogenada representa uma parcela importante dos custos de produção de culturas não-leguminosas.
2.2. GENÊRO AZOSPIRILLUM
O gênero é representado por seis espécies diazotróficas, foi definido por Tarrand et al.(1978) compreendendo as seguintes espécies – A. brasiliense e A. lipoferum (TARRAND et al., 1978) sendo as mais conhecidas, A. amazonense (MAGALHÃES et al., 1983), A. halopraeferens (REINHOLD et al., 1987), A. irakense (KHAMMAS et al., 1989) e A. largomobile (DEKHIL et al., 1997), caracterizadas com base na análise fenotípica e genotípica (homologia de DNA e na sequencia da RNAr 16S).
Discute-se que de 30 a 90% das amostras de solo coletadas no planeta contenham Azospirillum brasilense ou Azospirillum lipoferum. O potencial para uso na agricultura do gênero Azospirillum já foi bastante estudado, assim como, sua ecofisilogia (KEFALOGIANNI & AGGELIS, 2002).
O A. amazonense é encontrado em associação com milho, arroz, cana-de-açúcar, sorgo, Brachiaria, palmeiras e frutíferas. O A. brasilense e o A. lipoferum já foram isoladas em diversos cereais, o A. halopraeferens foi isolada da gramínea Leptochloa fusca, o A. doebereinerae isolado de Miscanthus e o A. irakense isolada de arroz (OLIVEIRA et al., 2008).
A temperatura ótima de crescimento varia entre 28 e 41ºC, dependendo da espécie (ECKERT et al., 2001). São microrganismos aeróbicos típicos quando supridos com fonte de N combinado, e microaerofílicos quando crescem dependente da fixação de N2 (DONZELI, 2002). Dentro das raízes a bactéria fica protegida dos
maior mobilidade no solo e nas plantas será a presença de flagelos (DE WEERT et al., 2002). Em relação ao pH do solo, há uma maior atividade na faixa de 5,5 a 6,5.
Outro fator importante no solo é a compactação, que diminui a concentração de O2, causando dificuldade tanto para a cultura como para a bactéria e sua
colonização (SIQUEIRA & FRANCO, 1988). KAVADIA et al. (2008) demonstraram que altas concentrações de amônia (NH3+) e baixas concentrações de oxigênio e carbono inibem o complexo nitrogenase das bactérias do gênero Azospirillum reduzindo a sua população.
Segundo DOBEREINER (1995) as fontes de carbono de maior preferência pelo Azospirillum são ácidos orgânicos como, o malato, piruvato, succinato, glicose e frutose. Segundo a autora, já as fontes de nitrogênio podem advir de amônia, aminoácidos, nitrato e nitrito e nitrogênio atmosférico (N2). Todavia, são
microrganismos capazes de crescer utilizando o N atmosférico como fonte única de nitrogênio (HUERGO, 2006). Algumas bactérias fixadoras de N2 ocorrem na
superfície de raízes, no entanto espécies do gênero Azospirillum ocorrem no interior das raízes, entre os espaços intercelulares ou até dentro de algumas células da raiz, como no protoxilema, que pode ser completamente preenchido por estas (SIQUEIRA & FRANCO, 1988). As bactérias diazotróficas do gênero Azospirillum sp. tem a capacidade colonizar o sistema radicular, assim como, o colmo das gramíneas (HUERGO, 2006). O fator intrínseco à bactéria que determinará a maior mobilidade dessa no solo e nas plantas será a presenças de flagelos (DE WEERT et al., 2002). Dentro das raízes, a bactéria fica protegida dos estresses do solo, como processos competitivos com outros organismos, acidez do solo, deficiência de P, entre outros (SIQUEIRA & FRANCO, 1988).
Outra questão fundamental é a interação fenotípica, de modo que, dependendo da espécie de gramínea a qual a bactéria esteja associada, o Azospirillum apresenta uma maior ou menor atividade de fixação de N2, a exemplo
do que ocorre na simbiose das leguminosas com rizóbio (SIQUEIRA & FRANCO, 1988), sendo que esta possibilita um maior suprimento de nutrientes a planta hospedeira quando sendo comparado a associação.
2.3. ASSOCIAÇÃO DE AZOSPIRILLUM COM A CULTURA DO TRIGO
estão amplamente distribuídas nos solos. Portanto, a inoculação à base de bactérias do gênero Azospirillum deve competir satisfatoriamente com as bactérias diazotróficas nativas e com a microflora do solo (DIDONET et al., 2000). A capacidade competitiva das bactérias diazotróficas com outras é alta somente quando as condições do solo são de baixa disponibilidade de N no ambiente (SILVA et al., 2007). Em um trabalho desenvolvido com Azospirillum brasilense (SILVA et al., 2004), o efeito vinculado ao crescimento das raízes de trigo e cevada somente foi observado em solo pobre em nutrientes.
Em trigo, a resposta de rendimento em relação à inoculação com Azospirillum pode ser em grande parte creditada ao fitormônios, principalmente a auxina (DIDONET, 1993), devido a sua reconhecida ação na expansão das células vegetais. Segundo o mesmo autor, a inoculação de sementes de trigo com bactérias do gênero Azospirillum promoveu o crescimento das raízes, avaliado por meio do comprimento, massa da matéria fresca e número de raízes. Estes resultados podem ser atribuídos as substâncias que interferem no crescimento como auxinas e outros compostos. Segundo DIDONET et al. (2000), mesmo não ocorrendo incremento em rendimento de grãos, de maneira em geral, têm ocorrido um melhor uso dos fertilizantes, decorrente do maior desenvolvimento radicular nos estádios iniciais de crescimento das plantas proporcionado pelas bactérias. Soma-se a isto, um bom manejo geral da lavora que irá proporcionar benefícios para a bactéria e muito maiores as plantas cultivadas.
A inoculação com bactérias pode modificar a morfologia do sistema radicular, incrementando, além do número de radicelas, o diâmetro das raízes laterais e adventícias, provavelmente devido à produção, pela bactéria, de substâncias promotoras do crescimento, como auxinas, giberelinas e citocininas, e não somente pela FBN (CAVALLET et al., 2000). Essa produção de fitormônios interfere no crescimento das plantas e pode alterar a morfologia das raízes de modo que possibilite maior volume de exploração do solo, e por consequência, maior fluxo de nutrientes. As alterações morfológicas proporciona a elongação da zona para formação de raízes, promovendo desta maneira um aumento total do tamanho da raiz e planta e um maior desenvolvimento (SILVA et al., 2004).
Diferentemente do rizóbio, não se pode vincular o rendimento das gramíneas inoculadas com a Azospirillum com a presença de nódulos e atividade visível da nitrogenase em função da coloração interna rosada do nódulo. Segundo trabalho descrito por SILVA et al. (2004), com trigo e cevada, as plantas não apresentam nodulação, mas ocorre um aumento na superfície das raízes, observando-se diferença entre a densidade de raízes secundárias e surgimento das raízes principais. As raízes secundárias em plantas inoculadas apresentaram menor número, no entanto, maior superfície de contato. Também destacam-se a produção de hormônios, que interferem no crescimento das plantas e podem alterar a morfologia das raízes, possibilitando a exploração de maior volume de solo (BASHAN e HOGUIN, 1997; ZAIED et al., 2003), o aumento do processo da redução assimilatória de nitrato disponível no solo (BODDEY et al., 1986) e a fixação biológica do N2 (INIGUEZ et al., 2004). Entre esses mecanismos o aumento do
sistema radicular, estimulado pela presença de bactérias, através da produção de substâncias promotoras do crescimento radicular, pode resultar em maior absorção de minerais e de água (OKON e LABANDERAGONZALEZ, 1994).
Apesar de longos anos de pesquisa com essas bactérias, onde 60 a 70% dos experimentos já realizados obtiveram êxito (OKON; LABANDERAGONZALEZ,1994), ainda observa-se respostas muito variáveis mesmo de modo experimental. Nesse sentido, no caso da cultura do trigo, onde a qualidade do produto final influencia muito a sua utilização, essa substituição da adubação nitrogenada objetiva a não redução da qualidade da farinha.
(1993) destacam que plantas infectadas tendem a absorver mais N após a antese, em comparação com plantas não infectadas e adubadas com a mesma quantidade, sendo que este N é proporcionado as plantas pelas bactérias. SPIERTZ e DE VOS (1983) ressaltam que a absorção mais tardia de N pelas plantas de trigo somente incrementa o teor de proteínas nos grãos e raramente promove aumento de rendimento. Em geral, o aumento da absorção de minerais e de água pelo trigo, e por outros cereais infectados com Azospirillum, tem sido creditado ao efeito hormonal da bactéria na promoção do crescimento radicular (LIN et al., 1983; KAPULNIK et al., 1985; BASHAN e LEVANONY, 1990), onde o N absorvido promove o afilhamento e maior percentual de sobrevivência de afilhos férteis, visando atingir o limite de afilhos que não aumente a competição entre plantas e proporcione uma queda de produtividade.
O incremento do sistema radicular em plantas inoculadas também pode propiciar maior longevidade aos tecidos verdes, em consequência ocorre um maior período de atividade fotossintética, o que resulta em quantidades maiores de fotoassimilados para os grãos ou para a própria assimilação de N, em relação às plantas não inoculadas (DIDONET et al., 2000).
Em trabalho desenvolvido por SAIKIA et al. (2007), plantas inoculadas com Azospirillum apresentaram maior taxa de fotossíntese e maior condutância estomática, resultando em maior rendimento de grãos em comparação com plantas não inoculadas, assim como o teor de nutrientes nos grãos foi maior em plantas inoculadas, complementando o que DIDONET et al. (2000), em um experimento conduzido com trigo, já havia concluído que a inoculação proporciona uma translocação mais eficiente da biomassa das plantas para os grãos, produzindo grãos com maior massa e mais cheios.
Em contraponto a isto, devido ao processo de fixação biológica de N ser altamente oneroso para as células bacterianas, a adubação com N mineral sobre as bactérias fixadoras pode causar inibição do processo, com N disponível na forma mineral o complexo nitrogenase não é sintetizado e elas passam a utilizar o N disponível (SILVA et al., 2007). Devido à presença da nitrato redutase, a fixação de N2 é prejudicada em altas concentrações de nitrato no solo ou na planta, o que
As diferenças entre genótipos de gramíneas na obtenção de N2 pela fixação
biológica mostram um grande potencial para a sua melhor exploração através do melhoramento vegetal, sendo que mesmo entre as estirpes do Azospirillum brasilense podem existir grandes diferenças entre a inoculação e quantidade de N disponibilizado as plantas (DOBEREINER, 1990).
A interação entre outras bactérias pode produzir um sinergismo nos efeitos benéficos a fisiologia das plantas. A literatura científica apresenta alguns trabalhos onde a inoculação de Azospirillum associado ao Rhizobium em cereais mostrou maior fixação de nitrogênio (caracterizado pelo incremento da redução do acetileno), maior teor de N mineral e macro e micronutrientes de maneira geral (BURDMAN et al., 1998; RODELAS et al., 1999).
Além disto, necessita-se de maiores incentivos para a pesquisa com os diferentes genótipos das culturas, as estirpes de Azospirillum e os diferentes ambientes onde serão implantados os cultivos.
2.4. INTERAÇÃO COM PRODUTOS FITOSSANITÁRIOS
Ao implantar uma lavoura para altas produtividades, sempre espera-se proteção para as novas plantas que irão surgir. Neste sentido, realizam-se tratamentos fitossanitários e inoculação nas sementes antes de serem distribuídas no solo. Porém, podem ocorrer reações entre estes produtos com as sementes e com a bactéria antes e após a semeadura.
As informações relativas aos efeitos de produtos fitossanitários utilizados na proteção de sementes e a suas relações com Azospirillum ainda são muito escassas. Contudo, de maneira mais genérica, ou seja, levando em consideração também bactérias diazotróficas para leguminosas, diversos estudos demonstram o efeito deletério de inseticidas e fungicidas utilizados em sementes sobre microrganismos fixadores de nitrogênio (ARAÚJO & ARAÚJO, 2006). Porém, SANCHEZ et al. (1994) observaram que o Azospirillum brasilense pode tolerar altas concentrações do inseticida diflubenzuron, sem perder sua capacidade de fixação de N.
brasilense inoculada no trigo estimulou o crescimento de raízes na cultura do trigo e não foi afetada pelo tratamento de sementes com tebuconazole concluindo que a utilização do fungicida é compatível com a inoculação da bactéria.
Entretanto, deve-se levar em conta que depois da deposição da semente no sulco de semeadura há liberação dos produtos químicos para o solo, podendo formar um micro ambiente inadequado para o desenvolvimento da bactéria. Também deve-se mencionar que os diferentes genótipos podem responder de maneira distinta sobre este estresse no solo e tem capacidades distinta com relação a penetração dos produtos e bactéria nas diferentes camadas que compõe o pericarpo da semente (KIMMEL, 2000).
Havendo uma gama de moléculas fungicidas e inseticidas utilizadas para o tratamento de semente no mercado é importante que haja incessantemente um processo de avaliação dos efeitos destas moléculas sobre a biologia de bactérias no que tange a mobilidade, multiplicação, fixação simbiótica de nitrogênio e efeitos promotores do crescimento.
3 MATERIAL E MÉTODOS
O experimento foi conduzido no Laboratório Didático e de Pesquisas em Sementes da Universidade Federal de Santa Maria (UFSM). O experimento foi realizado segundo o delineamento inteiramente casualizado, com os tratamentos distribuídos em fatorial (4 cultivares x 4 tratamentos de sementes), com quatro repetições. As unidades experimentais constituíram-se de 100 sementes distribuídas equidistantes em papel germiteste, onde foram acondicionadas em germinador tipo Biochemical Oxigen Demand (B.O.D.) regulado a temperatura de 25ºC e fotoperíodo constante. Na casa de vegetação as unidades experimentais foram copos descartáveis de 500 cm3 de solo, onde foram depositadas quatro sementes por copo. Os mesmos foram acondicionados sobre um estrado e foram regados diariamente para a manutenção da umidade. Para a coleta, o solo foi retirado e as plântulas lavadas em água corrente, para retirada completa do solo remanescente.
Tratamento de sementes(INO+TS). Os produtos utilizados para o tratamento de sementes foram IMIDACLOPRIDO + TIODICARBE (Crosptar®) e TRIAZOL
(Baytan®), ambos na dose de 300 ml para 100 Kg de sementes. Também foi utilizado o inoculante contendo bactérias de Azospirillum brasilense, estirpes AbV5 e AbV6 na concentração de 2,0x108 Ufc/ml (AZOTOTAL®), na dose de 100 ml para 25Kg de sementes.
Após os tratamentos, as sementes foram submetidas aos testes e determinações, a seguir descritos, para verificar o efeito do inoculante e demais produtos na germinação e no desempenho inicial de plântulas.
Na germinação de sementes utilizou-se quatro repetições de 100 sementes para cada lote, semeadas em rolos de papel umedecidos com água destilada a 2,5 vezes o peso do papel seco e mantidos em germinador regulado a 25 oC. As avaliações foram realizadas aos quatro e aos sete dias, após início do teste, conforme as Regras de Análise de Sementes (BRASIL, 2009), sendo os resultados expressos em porcentagem de plântulas normais. Conjuntamente com o teste de germinação foi realizada a primeira e segunda contagem da germinação, computando os dados obtidos após o quarto e sétimo dia da instalação do teste, respectivamente.
O comprimento da raiz e parte aérea da planta foi realizado com quatro repetições de 15 sementes, semeadas sobre papel germitest sendo avaliado após sete dias o comprimento radicular das plântulas normais (raiz, parte aérea e total) com auxílio de uma régua milimétrica.
A fitomassa seca de plântulas foi determinada nas raízes e epicótilos selecionados para o teste de comprimento de plântulas, os quais, logo após esta determinação, foram colocados em sacos de papel e mantidos em estufa regulada a 60 oC por 48 horas. Também foram utilizadas plântulas oriundas da casa de vegetação que emergiram em copos de 300 ml de solo, sendo coletadas aos 15 dias pós-semeadura. Após serem retirados da estufa e resfriados, determinou-se a fitomassa em balança analítica de precisão (0,001g).
4 RESULTADOS E DISCUSSÃO
Os resultados da análise de variância revelaram efeitos significativos (p<0,05) entre as cultivares, para as variáveis de germinação primeira contagem, germinação segunda contagem, germinação total, comprimento de raiz e comprimento de parte aérea (Tabela 01 e 02). Também se observou o efeito significativo dos tratamentos para as variáveis comprimento de raiz, comprimento de parte aérea e massa seca de raízes das plântulas oriundas dos copos, demonstrando que eles proporcionam efeitos diferentes no desempenho inicial de plântulas (Tabela 01, 02 e 03). Com relação a interação cultivares x tratamentos houve efeito significativo nas variáveis germinação primeira contagem, germinação segunda contagem, comprimento de raiz e comprimento de parte aérea , demonstrando que as cultivares comportam-se de maneira distinta em relação aos tratamentos, nas variáveis analisadas.
Tabela 01 – Resumo da análise de variância para as variáveis avaliadas: germinação primeira contagem (GPC), germinação segunda contagem (GSC), germinação total (GT) e massa seca da parte aérea (MSPA) em sementes de quatro cultivares de trigo (Horizonte, Quartzo, Mirante e Campo Real) submetido aos diferentes tratamentos (testemunha, inoculante, tratamento de sementes e inoculante + tratamento de sementes)
Fonte de
variação GL
GPC GSC GT MSPA
QM PR>F QM PR>F QM PR>F QM PR>F Cultivar (A) 3 921,9739 0,00* 608,2291 0,00* 245,0572 0,00* 0,000016 0,449
Tratamento (D) 3 118,6406 0,097 61,7291 0,236 25,3072 0,069 0,000012 0,573
A X D 9 522,2656 0,00* 564,8958 0,00* 5,91 0,799 0,000016 0,535
RESÍDUO 48 53,2135 42,1145 10,0364 0,000018
MÉDIA 74,73 20,59 95,32 0,0056
CV 9,76 31,51 3,32 76,7
* indica significativo a 5% de probabilidade de erro, pelo teste de F.
Tabela 02 – Resumo da análise de variância para as variáveis avaliadas: massa seca total (MST), comprimento de raiz (CR) e comprimento de parte aérea (CPA) em sementes de quatro cultivares de trigo (Horizonte, Quartzo, Mirante e Campo Real) submetido aos diferentes tratamentos (testemunha, inoculante, tratamento de sementes e inoculante + tratamento de sementes).
Fonte de
variação GL
MST CR CPA
QM PR > F QM PR > F QM PR > F Cultivar (A) 3 0,000063 0,39 39,6877 0,00* 3,6117 0,00*
A X D 9 0,00005 0,594 31,4905 0,001* 1,0062 0,00*
RESÍDUO 48 0,000061 44,1391 0,1498
MÉDIA 0,011 7,88 6,69
CV 69,65 12,15 5,78
* indica significativo a 5% de probabilidade de erro, pelo teste de F.
Tabela 03 – Resumo da análise de variância para as variáveis avaliadas: massa seca de raiz (MSR), massa seca de raízes nos copos (MSCRA) e massa seca de parte aérea nos copos (MSPA) em sementes de quatro cultivares de trigo (Horizonte, Quartzo, Mirante e Campo Real) submetido aos diferentes tratamentos (testemunha, inoculante, tratamento de sementes e inoculante + tratamento de sementes).
Fonte de variação GL
MSR MSCRA MSCPA
QM PR > F QM PR > F QM PR > F Cultivar (A) 3 0,000069 0,182 0,00012 0,035 0,00012 0,561
Tratamento (D) 3 0,00002 0,686 0,00017 0,011* 0,00017 0,257
A X D 9 0,000025 0,77 0,000081 0,061 0,000081 0,099
RESÍDUO 48 0,000041 0,000038 0,000038
MÉDIA 0,0056 0,00012 0,024
CV 113,69 0,00017 38,8
* indica significativo a 5% de probabilidade de erro, pelo teste de F.
Na tabela 04 estão descritos a comparação de médias das variáveis que apresentaram interação tratamento x cultivar.
Para a primeira variável analisada, germinação primeira contagem, houve interação entre as cultivares e os tratamentos. Para o tratamento Testemunha a cultivar que apresentou o melhor desempenho foi “Mirante” (88,50%), não diferindo
da “Quartzo”. A cultivar que apresentou o pior desempenho para este tratamento foi
a “Horizonte” (55,50%), diferindo das demais. Para o tratamento Inoculante, também a cultivar “Mirante” apresentou o melhor desempenho (95,50%), diferindo das
demais. O pior resultado foi obtido pela cultivar “Horizonte” (67,25%). Para o
tratamento Inoculação, a melhor cultivar foi a “Campo Real” (92%) e a pior foi a
“Quartzo” (62,75%). Para o tratamento INO+TS a cultivar que apresentou
desempenho superior foi a “Campo Real” (85,25%) e a com menor resultado foi da
cultivar “Quartzo” (61,50%).
esta semente se originou ( deterioração das reservas) e a base genética de cada cultivar. Pequenas diferenças iniciais podem vir a provocar diferenças maiores ao decorrer do desenvolvimento da planta.
Para a variável número de plântulas normais na segunda contagem não houve diferença estatística entre os tratamentos e entre as cultivares, variando o melhor tratamento de acordo com a cultivar. Podemos mencionar o elevado coeficiente de variação que pode ter mascarado a diferença entre os resultados.
Já para a variável comprimento de raiz, o tratamento TEST não apresentou diferença entre as cultivares. Evidencia, neste caso, que os genótipos não
apresentam diferença nesta característica. O tratamento INO, a cultivar “Mirante”
apresentou o melhor resultado (10,72 cm), diferindo das demais. O pior resultado veio da cultivar “Quartzo” (6,86 cm). Para o tratamento TS, não houve diferença entre as cultivares, evidenciando um comportamento semelhante ao tratamento TEST. Já para o tratamento INO+TS a cultivar que apresentou melhor resultado foi a
“Mirante” (9,56cm), diferindo das demais. O pior resultado foi apresentado pela cultivar “Quartzo” (5,90cm). De maneira geral, o tratamento INO teve bons resultados em todas as cultivares. Esse comportamento vem de encontro ao demonstrado por SILVA et al., 2004, onde ocorre aumento das raízes com inoculação de Azospirillum brasilense. No tratamento de sementes, o valor inferior pode ser explicado pela possível alteração do ph do solo no entorno da semente, o que provoca um estresse para a plântula, concordando com KIMMEL, (2000).
Para a variável comprimento de parte aérea, observou-se um comportamento semelhante. Os tratamentos TEST e TS, não apresentaram diferença significativa entre as cultivares. Novamente, observamos um comportamento semelhante entre os diferentes genótipos quando submetidos ao estresse dos produtos químicos. Para o tratamento INO, a cultivar que apresentou destaque foi novamente a
“Mirante” (8,91cm), diferindo das demais. Para o tratamento INO+TS a cultivar que apresentou melhor resultado foi novamente a “Mirante” (6,56 cm), diferindo das
demais. O resultado inferior foi demostrado pela cultivar “Quartzo” (4,91cm).
Com isso, observamos claramente a não responsividade da cultivar “Quartzo”
a inoculação, tanto para comprimento de raiz quanto para comprimento de parte
Outro fator que possa melhor elucidar esses resultados perante a responsividade a bactéria é o nível tecnológico de cultivo para cada cultivar. A
cultivar “Quartzo” necessita de um alto uso de tecnologia. Já a cultivar “Mirante” não
necessita de tanto investimento tecnológico, adapta-se com maior facilidade ao ambiente e suas adversidades. Com isso, também pode desenvolver maior afinidade pela bactéria e desenvolver capacidade de associação.
Tabela 04 – Média do número de plântulas normais na primeira contagem (GPC), número de plântulas normais na segunda contagem (GSC), comprimento de raiz (CR) e comprimento de parte aérea (CPA) em sementes de quatro cultivares de trigo (Horizonte, Quartzo, Mirante e Campo Real) submetido aos diferentes tratamentos (testemunha, inoculante, tratamento de sementes e inoculante + tratamento de sementes)
Numero de plântulas normais na primeira contagem
Tratamentos Horizonte Quartzo Mirante Campo Real
Média Grupo Média Grupo Média Grupo Média Grupo
TEST 55,50 b C 78,00 a B 88,50 a A 72,25 c B INO 67,25 a B 75,25 a B 95,50 a A 77,25 bc B
TS 75,00 a B 62,75 b C 63,00 c C 92,00 a A INO + TS 70,50 a BC 61,50 b C 76,25 b AB 85,25 ab A
Média 74,73
CV 9,76
Número de plântulas normais na segunda contagem
Tratamentos Horizonte Quartzo Mirante Campo Real
Média Média Média Média
TEST 43,00 11,00 8,00 25,25
INO 30,75 16,50 2,75 21,75
TS 21,25 26,50 35,25 6,25
INO + TS 22,75 26,75 18,75 13,00
Média 20,59
CV 31,51
Comprimento de raiz
Tratamentos Horizonte Quartzo Mirante Campo Real
Média Grupo Média Grupo Média Grupo Média Grupo
TEST 8,01 a A 8,65 a A 8,47 bc A 9,36 a A
INO 7,79 a CB 6,86 b C 10,72 a A 8,80 a C
INO + TS 7,31 a B 5,90 b B 9,56 b A 6,85 a B
Média 7,88
CV 12,15
Comprimento de parte aérea
Tratamentos Horizonte Quartzo Mirante Campo Real
Média Grupo Média Grupo Média Grupo Média Grupo
TEST 7,21 a A 7,70 a A 8,11 b A 7,94 a A
INO 6,99 a B 7,28 a B 8,91 a A 7,00 b B
TS 5,65 b A 5,84 b A 5,70 d A 6,10 c A
INO + TS 5,09 c B 4,91 c B 6,56 c A 6,05 c AB
Média 6,69
CV 5,78
*as médias seguidas pela mesma letra minúscula na coluna e pela mesma letra maiúscula na linha não diferem entre si, pelo teste de Duncan, p<0,05.
Na tabela 05 está descriminado o desempenho das cultivares perante as demais variáveis estudas, sendo que a maioria não apresentou diferença estatística. Para a germinação total, as cultivares “Horizonte”, “Mirante” e “Campo Real”
apresentaram desempenho semelhante entre si e superior a cultivar “Quartzo”
(89,56%). Podemos associar este resultado com uma possível deterioração a campo das sementes em pré-colheita, onde isso afeta diretamente o vigor e a viabilidade das sementes.
Para a variável MSCRA, as cultivares “Horizonte” e “Quartzo” obtiveram desempenho superior às demais, diferindo estatisticamente. A cultivar “Campo Real”
apresentou o menor resultado (0,038 g). Devem ser realizadas outras avaliações para conseguirmos um melhor entendimento sobre os resultados obtidos.
As demais variáveis analisadas não apresentaram diferença estatística em relação as quatro cultivares, demonstrando um comportamento homogêneo.
Tabela 05 – Média de quatro cultivares de trigo (Horizonte, Quartzo, Mirante e Campo Real) submetido a análises de germinação total (GT), massa seca da parte aérea (MSPA) massa seca total (MST), massa seca de raiz (MSR), massa seca de raízes nos copos (MSCRA) e massa seca de parte aérea nos copos (MSPA), submetido aos diferentes tratamentos (testemunha, inoculante, tratamento de sementes e inoculante + tratamento de sementes).
Média Grupo Média Grupo Média Grupo
Horizonte 96,5 a 0,0049 a 0,0087 a
Quartzo 89,56 b 0,0071 a 0,0051 a
Mirante 97 a 0,0052 a 0,0047 a
Campo Real 98,25 a 0,005 a 0,004 a
Média 95,32 0,0056 0,0056
CV 3,32 76,7 113,69
Cultivar MST MSCRA MSCPA
Média Grupo Média Grupo Média Grupo
Horizonte 0,013 a 0,046 a 0,023 a
Quartzo 0,011 a 0,042 ab 0,025 a
Mirante 0,01 a 0,045 a 0,021 a
Campo Real 0,009 a 0,038 b 0,026 a
Média 0,01 0,043 0,024
CV 69,65 14,38 38,80
*as médias seguidas pela mesma letra na coluna não diferem entre si, pelo teste de Duncan, p<0,05.
Na tabela 06 são apresentados as médias dos tratamentos nas diversas variáveis analisadas. A maioria não apontou diferença estatística entre os tratamentos realizados. Já para a variável germinação total ouve diferença, sendo que o tratamento inoculante alcançou maior valor (97,27%), diferindo das demais, seguido pelo TEST e TS, que também diferiram do INO+TS, com o menor valor (93,68%).
Tabela 06 – Média de quatro tratamentos (testemunha, inoculante, tratamento de sementes e inoculante + tratamento de sementes) submetida a análises de germinação total (GT), massa seca da parte aérea (MSPA) massa seca total (MST), massa seca de raiz (MSR), massa seca de raízes nos copos (MSCRA) e massa seca de parte aérea nos copos (MSPA) em quatro cultivares de trigo (Horizonte, Quartzo, Mirante e Campo Real)
Tratamento GT MSPA MSR
Média Grupo Média Grupo Média Grupo
TEST 95,73 ab 0,0053 a 0,0071 a
INO 96,75 a 0,0053 a 0,0058 a
TS 95,5 ab 0,0048 a 0,0049 a
INO+TS 93,68 b 0,0068 a 0,0046 a
Média 95,32 0,0055 0,0056
CV 3,32 76,70 113,69
Tratamento MST MSCRA MSCPA
Média Grupo Média Grupo Média Grupo
TEST 0,012 a 0,046 a 0,025 a
INO 0,011 a 0,046 a 0,022 a
TS 0,009 a 0,039 b 0,02 a
INO+TS 0,011 a 0,040 b 0,027 a
Média 0,011 0,043 0,024
CV 69,65 14,38 38,80
5 CONCLUSÕES
O uso de Azospirillum brasilense aumenta o tamanho e massa seca de raízes e parte aérea.
Os diferentes genótipos respondem de forma distinta a inoculação de Azospirillum brasilense.
A utilização de produtos químicos, afeta o desenvolvimento inicial das plântulas, estando estas em condições ótimas para seu desenvolvimento.
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