RELATÓRIO PARA AUXÍLIO DE PESQUISA
Projeto Agrisus No: 1732/16
Título da Pesquisa: Bactérias promotoras de crescimento de plantas no desenvolvimento de Brachiaria ssp.
Interessado: Ulysses Cecato
Instituição: Universidade Estadual de Maringá Endereço: Avenida Colombo, 5790
CEP: 87020-900 Cidade: Maringá Estado: PR Fone: (44) 3011-4919 / 3011-8935 Cel.: (44) 9126-1261 e-mail: ulyssescecato@gmail.com
Local da Pesquisa: Centro de Treinamento de Irrigação (UEM), Maringá – PR e Fazenda Experimental de Iguatemi, Iguatemi - PR
Valor financiado pela Fundação Agrisus: R$20.000,00 (Vinte mil reais) Vigência do Projeto: 20/05/2016 a 01/07/2018
1. INTRODUÇÃO
No Brasil, onde a produção pecuária baseia-se principalmente na alimentação em pasto, a baixa fertilidade do solo e o manejo incorreto das pastagens são as principais causas da degradação e diminuição da produtividade do setor. Assim, a degradação de pastagem é considerada um dos maiores problemas da pecuária brasileira. Macedo (2005) estimou que cerca de 80% das áreas cobertas por pastagens em todo território brasileiro apresentam algum estágio de degradação.
Batista et al. (2002) afirmaram que entre os fatores que levam a degradação das pastagens o baixo fornecimento de nutrientes para as plantas é considerado um dos mais importantes, resultando em baixa qualidade e produtividade. Dentre os nutrientes, o nitrogênio (N) é considerado como principal limitante para crescimento e desenvolvimento das pastagens tropicais (Werner, 1994), isso implica no seu fornecimento via fertilização mineral. Porém, é uma pratica onerosa e prejudicial ao meio ambiente, uma vez que em torno de 50% do N é perdido por volatilização ou lixiviação (Reis Junior et al., 2010).
Nesse sentido, utilizar alternativas sustentáveis para a nutrição de plantas forrageiras, como a exploração do potencial da fixação biológica de nitrogênio atmosférico (FBN) em gramíneas tropicais, se torna fundamental para restabelecer a produtividade e qualidade forrageira. A FBN é realizada pelas bactérias diazotróficas, comumente conhecida como bactérias promotoras de crescimento de plantas (BPCPs). A FBN ocorre pela conversão do N2 atmosférico em outras substâncias nitrogenadas, sendo assimilado pela planta na síntese de proteína e ácidos nucleicos (Nunes et al., 2013).
De acordo com Okon & Labandera-Gonzales (1994), a FBN pelas BPCPs podem introduzir aproximadamente 40 kg N ha-1 ano-1, em estudo realizado nas espécies de Pennisetum americanum e Panicum maximum. As BPCPs também contribuem para o melhor aproveitamento de água e nutrientes, maior atividade fotossintética, produção de hormônios (auxinas, citocininas, giberilinas e ácido indol-acético) e maior solubilização de fosfatos (Persello-Cartineaux et al., 2003; Huergo et al., 2008).
No ecossistema da pastagem, a FBN é fundamental no ciclo do nitrogênio e as bactérias diazotróficas podem desempenhar uma importante papel no fornecimento de N para as plantas. Nesse contexto, a utilização dessa tecnologia parece ser promissora, contribuindo para a promoção do crescimento e nutrição das plantas forrageiras, tornando a inoculação uma alternativa viável em substituição total ou parcial da adubação nitrogenada, auxiliando assim, na manutenção e conservação dos recursos naturais (Vogel et al., 2014).
A utilização dos microrganismos na forma de inoculantes biológicos é uma tecnologia para a redução de dependência de insumos baseados em fontes energéticas não renováveis, poluentes e economicamente insustentáveis (Guimarães et al., 2007). A contribuição do N proveniente da FBN pelas bactérias diazotrófica pode variar de 10 a 42% (Alves et al., 2010). No entanto, Quesada (2001) verificou contribuição da FBN no P. purpureum acima de 50% na época das águas.
A utilização das bactérias promotoras de crescimento vem de encontro à necessidade de aliar a produção animal com a conservação ambiental. Isso denota, que o interesse pela biotecnologia do solo tendem a aumentar, pois é, em grande parte, responsável pela conservação, fertilidade do solo e nutrição da planta.
No entanto, apesar dos benefícios promovidos pelas BPCPs em culturas agrícolas (milho, trigo, arroz), seus efeitos em plantas forrageiras ainda são restritos e carecem de estudos. Neste sentido, avaliar os efeitos das BPCPs no estabelecimento e manutenção de pastagens se torna fundamental na busca de uma exploração econômica e sustentável. Assim, objetivou-se avaliar as características produtivas do capim-Ruziziensis inoculado com bactérias promotoras de crescimento e adubação nitrogenada.
2. MATERIAIS & MÉTODOS
A área experimental está situada na Fazenda Experimental de Iguatemi, no município de Iguatemi – PR. O experimento foi desenvolvido em delineamento de blocos casualizados, em arranjo fatorial 4 x 3 (quatro espécies de bactérias x 3 níveis de adubação nitrogenada), durante o verão de 2016/2017. Os tratamentos consistiram de quatro bactérias (sem bactéria, Azospirillum brasilense Ab-v5, Pseudomonas fluorescens total e Pantoe) e três doses de nitrogênio (zero, 50 e 100 kg N ha-1), com quatro repetições, em uma espécie forrageira (Brachiaria ruziziensis), totalizando 48 unidades experimentais.
As bactérias foram identificadas e os inóculos preparados com concentração final de 108 células mL-1 no Laboratório de Biotecnologia do Solo da Embrapa Soja. Foram misturados 15 mL de inóculo a cada quilo de sementes e deixados secar à sombra por 30 minutos. Da área onde foram implantados os canteiros foi coletada um amostra de solo para análise química e física, e determinação da necessidade de correção e fertilização com potássio e fósforo.
Após a obtenção dos resultados, a área foi gradeada e realizada a calagem, 90 dias depois, ocorreu a adubação fosfatada e potássica. Uma semana após as adubações foi realizada a semeadura da forrageira manualmente nos canteiros e simultaneamente a distribuição dos tratamentos. Os canteiros apresentam 12 m2, consistindo de 3,0 m x 4,0 m.
Quando as plantas atingiram interceptação luminosa (IL – medido com equipamento Accupar) de 95% foi realizado corte das plantas com altura indicada para cada forrageira avaliada. Os cortes foram realizados através da amostragem direta, utilizando um quadrado com 0,25 m2 (0,5 x 0,5 m) e deixado um resíduo de 15 cm do solo. As amostras foram homogeneizadas e divididas em duas amostras. A primeira subamostra foi separada em lâminas foliar verde, pseudocolmo e material morto. Cada fração foi seca em estufa de ventilação forçada a 65 °C por 72 horas, para a determinação da proporção dos componentes morfológicos na massa de forragem. A segunda subamostra também foi seca, conforme descrito acima e os valores de massa de forragem foram convertidos para kg de MS.ha-1.
O monitoramento da interceptação da luz incidente foi feito utilizando-se um aparelho analisador de dossel, AccuPAR Linear PAR/LAI ceptometer, com o qual foram realizadas leituras em seis pontos aleatórios por parcela, juntamente com as medidas de altura de dossel. Em cada ponto foi realizada uma leitura acima do dossel forrageiro e outra no nível do solo.
Para análise dos dados foi determinada a média de cada tratamento e realizada uma análise descritiva dos resultados.
3. RESUMO DO RELATORIO PARCIAL ANTERIOR
No capim-paiaguás observou-se que a bactéria Pseudomonas total promoveu maior produção de folhas e colmos e, em relação ao controle esse tratamento elevou a produção de folhas em 58,25%. A bactéria Pantoea também favoreceu a produção de folhas, no entanto com uma menor produção de colmos.
As bactérias P. total e Pantoea também melhoraram a produção de matéria seca de folhas da Brachiaria ruziziensis em relação aos demais tratamentos, com incrementos de 4,6% e 6,1%, respectivamente. A maior produção de colmos ocorreu nos tratamentos inoculados com Pantoea, com produção superior em torno de 7,12% em relação ao controle.
As bactérias P. fluorescens total, P. fluorescens ET76 e Pantoea apresentaram desempenho semelhante na produção de massa seca de folhas no capim-xaraés, com aumento na produtividade na ordem de 11,95%, 11,74% e 12,87%. A maior produção de colmo ocorreu nos tratamentos
inoculados com a Pantoea.
Nota-se que a inoculação com as bactérias, independente da estipe, melhorou a produtividade das plantas forrageiras quando comparado com o tratamento sem inoculação. Essa maior produção de massa seca de folhas e colmo dos tratamentos com inoculação pode ser justificado pela maior produção de hormônios de crescimento. Assim, a inoculação das estirpes Pseudomonas fluorescens e Pantoea apresentaram promissoras para melhorar a produtividade das Brachiarias. A utilização dessas estirpes podem reduzir o uso de fertilizantes nitrogenados sem reduzir a produção de massa de forragem e ainda garantir a sustentabilidade dos sistemas pecuários a pasto.
4. RESULTADOS PARCIAIS
Como não houve objetivo em se selecionar a melhor forrageira, cada forrageira consistiu em um ensaio separado e independente, conduzido paralelamente. Na Tabela 1, encontram-se os dados de produção do capim-Ruziziensis inoculados com bactérias promotoras de crescimento e adubação nitrogenada.
A associação da bactéria Pantoea e 50 kg N ha-1 proporcionou maior produção de massa de forragem, com incremento de 20% quando comparado com o testemunha. No entanto, a inoculação das bactérias Pseudomonas e Pantoea com 100 kg N ha-1 resultou em menor produção de massa de forragem quando comparado com a inoculação das mesmas bactérias sem adubação nitrogenada. Assim, a inoculação com a Pantoea elevou a produção de massa de forragem em 12,9% e 10,6% em relação aos tratamentos testemunhas e Pantoea+100. A inoculação com essa estirpe assemelhou-se com o tratamento com 100 kg N ha-1 na produção de massa de forragem.
Tabela 1. Produção de massa de forragem, percentagem folha e colmo do capim-Ruziziensis inoculado com bactérias promotoras de crescimento e adubação nitrogenada.
Tratamento PMS % Folha % Colmo
Testemunha 6288,18 57,48 42,52 50N 6998,29 56,35 43,65 100 N 7050,96 58,66 41,34 Ab-v5 6835,95 58,13 41,83 Pseudomonas 6859,80 60,83 39,17 Pantoea 7099,46 58,08 41,92 Ab-v5+50 6895,88 58,65 41,35 Pseusdo. + 50 6356,67 62,47 37,53 Pantoea+50 7544,41 58,85 41,15 Ab-v5+100 6970,10 58,82 41,12 Pseudo.+ 100 6088,63 62,6 37,4 Pantoea+100 6416,03 61,66 38,34
100 e Pantoea + 100 proporcionaram maiores percentagem de folhas. As menores percentagens de colmo também foram observadas nesses tratamentos. Uma menor percentagem de colmo é uma característica produtiva essencial, uma vez que na produção animal a maior proporção de folhas é desejável.
Essa maior percentagem de folhas pode ter sido estimulado pela maior produção de hormônios de crescimento como auxinas, citocininas e giberilinas, decorrente da inoculação. Avaliando o efeito da inoculação de bactérias promotoras de crescimento em plantas no milho, Pan et al. (1999) verificaram uma produção significativa de ácido inodolacético (AIA), que resultou em maior crescimento da gramínea e aumento na área foliar.
5. CONCLUSÕES
A inoculação das bactérias promotoras de crescimento proporcionaram maior produção de massa de forragem, igualando até a produção com 100 kg N ha-1, apesar dos resultados apresentados serem de apenas de uma estação do ano e de uma forrageira, indica-se a utilização dessas estirpes para uma produção sustentável de massa de forragem. No entanto, a associação com a maior dose de nitrogênio não beneficiou as características produtivas.
5. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
ALVES, B.J.R.; ZOTARELLI, L.; FERNANDES, F.M.; HECKLER, J.C.; MACEDO, R.A.T.; BODDEY, R.M.; JANTALIA, C.P.; URQUIAGA, S. Fixação biológica de nitrogênio e fertilizantes nitrogenados no balanço de nitrogênio em soja, milho e algodão. Pesquisa Agropecuária Brasileira, Brasília, v.41, n.3, p.449-456, 2006.
BATISTA, K. Resposta do capim-marandu a combinações de doses de niutrogênio e enxofre. 2002. 91f. Dissertação (Mestrado) – Escola Superior de Agricultura “Luiz de Queiroz”, Universidade de São Paulo, Piracicaba, 2002.
EMPRESA BRASILEIRA DE PESQUISA AGROPECUÁRIA - EMBRAPA. Sistema brasileiro de classificação de solos. 2. ed. Rio de Janeiro: EMBRAPA Solos, 2006.
GUIMARÃES, S.L., BALDANI, J.I., BALDANI, V.L.D., JACOB-NETO, J. Adição de molibdênio ao inoculante turfoso com bactérias diazotróficas usado em duas cultivares de arroz irrigado. Pesq. agropec. bras., v.42, p.393-398, 2007.
HUERGO, L.F.; MONTEIRO, R.A.; BONATTO, A.C.; RIGO, L.U.; STEFFENS, M.B.R.; CRUZ, L.M.; CHUBATSU, L.S.; SOUZA, E.M.; PEDROSA, F.O. Regulation of nitrogen fixation in
Azospirillum brasilense. In: CASSÁN, F.D.; GARCIA DE SALAMONE, I. Azospirillum sp.: cell
physiology, plant interactions and agronomic research in Argentina. Argentina, 2008. p.17-35. MACEDO, M. C. M. Pastagens no ecossistema Cerrado: evolução das pesquisas para o
desenvolvimento sustentável. In: Reunião anual da sociedade brasileira de zootecnia, 42, 2005, Goiânia. Anais… Goiânia: SBZ/UFG, 2005. p.56-84.
NUNES, F. S.; RAIMONDI, A.C.; NIEDWIESKI, A. C. Fixação de nitrogênio: estrutura, função e modelagem bioinorgânica das nitrogenases. Química Nova. v. 26, n. 6, p. 872-879, 2003.
OKON, Y.; LABANDERA-GONZALEZ, C. A. Agronomic applications of Azospirillum: an evaluation of 20 years worldwide field inoculation. Soil Biol. Biochem, v.12, n.26, p.1591-1601, 1994.
PAN, B.; BAY, Y.M.; LEIBOVITCH, S.; SMITH, D.L. Plant-growth promoting rhizobacteria and kinetin as ways to promote corn growth and yield in a short growing season area. Eur J Agron, v.11, p179-86, 1999.
PERSELLO-CARTINEAUX, F.; NUSSAUME, L.; ROBAGLIA, C. Tales from the underground: molecular plant rhizobacteria interactions. Plant Cell and Environment. v.26, p. 189-199, 2003. REIS JUNIOR, F. B. dos; MACHADO, C. T. de T.; MACHADO, A. T.; SODEK, L. Inoculação de Azospirillum amazonense em dois genótipos de milho sob diferentes regimes de nitrogênio. Revista Brasileira de Ciência do Solo, Viçosa, MG, v. 32, n. 3, p. 1139- 1146, 2008.
VOGEL, G.F.; MARTINKOSKI, L.; RUZICKI, M. Efeitos da utilização de Azospirillum brasilense em poáceas forrageiras: Importâncias e resultados. ACSA – Agropecuária Científica no Semi-Árido. v. 10, n. 1, p. 01-06, 2014.
WERNER, J.C. Adubação de pastagens de Brachiaria spp. In: Anais do XI Simpósio Sobre Manejo de Pastagens, 1994, Piracicaba, FEALQ.
Maringá, 01 de Junho de 2017 Ulysses Cecato
