FIXAÇÃO DO NITROGÊNIO DO AR ATMOSFÉRICO PELAS BACTÉRIAS QUE VIVEM ASSOCIADAS ÀS RAÍZES DA SOJA(*)

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1 FIXAÇÃO DO NITROGÊNIO DO AR ATMOSFÉRICO PELAS BACTÉRIAS QUE VIVEM ASSOCIADAS ÀS RAÍZES DA SOJA(*) H. GARGANTINI e R. A. CATANI (**), engenheiros-agrônomos, Seção de Fertilidade do Solo, Institto Agronômico RESUMO Com o objetivo de conhecer a qantidade de nitrogênio do ar fixado simbiòtica mente pelas bactérias qe vivem associadas às raízes da soja foi instalado o presente experimento, em vasos de Mitscherlich contendo terra-roxa-mistrada, sendo os segintes os tratamentos empregados: 1) testemnha; 2) NPK; 3) NPK + calcário; 4) N P K + inoclante; 5) N P K + calcário + inoclante; 6) P K + calcário + inoclante; 7) P K + calcário. O ensaio foi condzido até a época do florescimento das plantas, qando então foram colhidas a parte aérea e a sbterrânea, sêcas e analisadas em se teor de nitrogênio. Os resltados obtidos permitem conclir qe a soja não apresento, neste experimento, grande capacidade fixadora de nitrogênio do ar atmosférico. (*) Trabalho apresentado no VI Congresso Brasileiro de Ciência do Solo, realizado em Salvador, Bahia, de 15 a 26 de jlho de Recebido para pblicação em 18 de dezembro de (**) Atalmente na Escola Sperior de Agricltra "Liz de Qeiroz", Piracicaba.

2 196 BRAGANTIA VOL. 17, N. 14 Na literatra (1,4,7) encontram-se dados acerca da inflência e diversidade dos fatores de qe depende a atividade das bactérias f ixadoras. Thompson (5), comentando a capacidade fixadora do nitrogênio do ar atmosférico por várias espécies vegetais, cita trabalhos de Lyon e Bizzel em experiências qe tiveram a dração de dez anos, mostrando qe a alfafa é consideravelmente mais eficiente do qe a soja o trevos: a alfafa fixa cerca de 270 qilos por hectare e por ano, algns trevos fixam 164 e 152 qilos, e à soja é atribída a qantidade de 1 14 qilos por hectare e por ano. Tomando para a alfafa o valor 100, teremos os segintes valores relativos: Alfafa 100 Trevo (Sweet clover) 67 Trevo (Red clover) 60 Trevo (Alcika clover) 56 Soja 42 Rssell (6) diz qe a soja, feijões de campo {Vicia faba) e ervilhas, qando cltivados para a prodção de grãos deprimem o solo tanto qanto ma cltra de cereais. Elas fixam de 112 a 124 qilos de nitrogênio por hectare, porém todo êle é removido com o material colhido. Apresenta ainda m qadro, em qe mostra qe a soja provoca perda de cerca de 9 qilos de nitrogênio do solo por hectare, qando empregada em rotação, enqanto qe otras cltras, como os trevos, apresentam enriqecimento do solo. Hanway (2) mostra qe qando a cltra de soja recebe ma adbação nitrogenada há m grande amento na prodção de grãos. Concli o mesmo ator dizendo qe o emprego de 33,6 qilos de nitrogênio por hectare prodz maior amento de prodção do qe qando se empregam inoclantes. A aplicação de nitrogênio prodz amento no tamanho das sementes, assim como na porcentagem de proteínas nas mesmas. Wiss (8) mostra qe nos Estados Unidos da América do Norte cerca de 79% da cltra de soja foram plantados para colheita de sementes, 12% para fenação e somente 9% com a finalidade de

3 DEZ., 1958 GARGANTINI & CATANI FIXAÇÃO DO NITROGÊNIO 197 enterrio o pastoreio. Na área central norte, aproximadamente 93% da cltra se destinam à prodção de grãos. Procrando determinar a qantidade do nitrogênio do ar atmosférico fixado pelas bactérias qe vivem associadas às raízes da soja, foi qe se instalo o ensaio- relatado no presente trabalho. 2 MATERIAL E MÉTODO O ensaio foi realizado em estfa de vidros na sede do Institto Agronômico, em vasos de ferro esmaltado (Mitscherlich) contendo solo tipo terra-roxa-mistrada, da Estação Experimental Central do Institto Agronômico, mnicípio de Campinas e a legminosa estdada foi a soja (Glycine max (L.) Merril), variedade "abra". O solo, coletado à profndidade de 0 20 cm, foi seco ao ar, mito bem mistrado e passado através de ma peneira de 2 mm de abertra de malha. Sa análise revelo as segintes características físicas e qímicas: Argila 49,0 % Limo 30,0 % Areia grossa 21,0 % ph internacional.. 5,30 C (carbono) 1,07 % N (nitrogênio)... 0,049% P0 4 O 0,01 e.mg por 100 g de solo seco K+ trocável... 0,08 e.mg por 100 g de solo seco Ca++ trocável... 3,45 e.mg por 100 g de solo seco Mg++ trocável... 1,17 e.mg por 100 g de solo seco H+ trocável... 3,52 e.mg por 100 g de solo seco Os tratamentos empregados foram sete (com três repetições de cada m), a saber: 1) Testemnha geral; 2) N P K; 3) N P K -f- calei Extraído com solção de H 2S0 4 0,05 N.

4 198 BRAGANTIA VOL. 17, N. 14 cario; 4) NPK + inoclante; 5) NPK + calcário -f- inoclante; 6) P K + calcário -f- inoclante; 7) P K + calcário. Os materiais fertilizantes foram empregados nas formas de nh4no3, (NH 4 ) 2 HP0 4 e KCI, em solção e nas qantidades de 2,0 g de N, 2,2 g de PoO-, e de 3,0 g de K 2 0 por vaso, nos tratamentos em qe entraram os elementos correspondentes. Para o preparo dos vasos foram colocados aproximadamente 4,5 kg de terra nos mesmos, a segir jntaram-se os materiais fertilizantes, completando-se depois o peso de 6 kg com solo, em cada vaso. O calcário tilizado foi do tipo dolomítico (CaO 27,6% e MgO 19,2%), com gra de finra da peneira 50 (0,3 mm de abertra de malha) e na qantidade de 12 g por vaso. Nos vasos em qe entro este tratamento, os 6 kg de solo foram previamente mistrados Intimamente com o calcário. As sementes, nos tratamentos em qe receberam inoclantes, foram previamente inocladas com Rh'zobim japonicm, na proporção de 240 g de inoclante para 60 kg de sementes C). Umedece-se o solo e semeo-se a soja, em 2 de dezembro de Os vasos foram em segida cobertos com placas de vidro. A germinação de-se aos 7 dias do mesmo mês e o desbaste foi feito em 16 de dezembro, deixando-se três plantinhas por vaso. Foram feitas observações relativas ao desenvolvimento da parte aérea, drante todo o período vegetativo o seja, desde a germinação até a época do corte. No período de florescimento, época qe se recomenda para o corte das legminosas qando empregadas para adbação verde, procede-se à colheita. A parte aérea foi cortada bem rente ao solo, pesada, picada e colocada em estfa para secagem a 60 C. A parte sbterrânea, raízes e nódlos, foi cidadosamente retirada dos vasos, lavada, fotografada, após o qe foi seca também a 60 C. Determino- -se o nitrogênio total nas partes aérea e sbterrânea, pelo processo de Kjeldahl. Drante todo o transcorrer do experimento os vasos foram mantidos com midade favorável. O percolado era retornado aos vasos, segindo-se, em linha gerais, a técnica preconizada por Mitscherlich. (') O inoclante empregado foi fornecido pelo Eng. Agr. Cyro G. Teixeira, do Laboratório de Microbiologic do Institto Agronômico.

5 DEZ., 1958 GARGANTINI & CATANI FIXAÇÃO DO NITROGÊNIO _ RESULTADOS E DISCUSSÃO Foram observadas diferenças bastante sensíveis entre os tratamentos qe receberam nitrogênio como fertilizante e os qe não receberam esse elemento. Nestes, as plantas se apresentavam com sintomas acentados de deficiência de nitrogênio, além de terem o porte bastante inferior ao das demais, dos otros tratamentos (figra 1). Os resltados obtidos com relação ao peso do material, assim como a dosagem do nitrogênio dos mesmos, são apresentados no qadro 1. Por esses dados pode ser verificado qe o nitrogênio fêz falta nos tratamentos qe não receberam tal fertilizante. Os tratamentos 6 (PK + calcário + inoclante) e 7 (P K + calcário) prodziram peqena qantidade de material aéreo e sbterrâneo, qando comparados aos tratamentos qe receberam adbação nitrogenada. As plantas não tiveram desenvolvimento normal e prodziram praticamente três vezes menos, em peso.

6 200 B R A G A N T I A VOL. 17, N. 14 o x C «D CN O 00 CN O -<* O -<t tv SD O co 0 CO 00 0 O O O ". ~ r ~ i_ o d) 4- <CL) 0^ CN lv co rv o" co 0" iv co" ro co N- LO CN CN co 0 0 O O IV., 00 vo co CN 00 rv 0" 0" 0" Ò " Ò " O " O " o 'O O -rj 0 ¾ 5 60 \ OO co O, 0" rv 0" 00" co" 1 LO LO LO LO LO + no no ~5 ^ I- >l d N - CN 1 11 cá OCU c ilcá o ilea 0 11 cá >i d N - 1 CO >1 d N - >l d N - o_ 1 m 0 I V

7 DEZ., 1958 GARGANTINI & CATANI FIXAÇÃO DO NITROGÊNIO 201

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9 DEZ., 1958 GARGANTINI & CATANI FIXAÇÃO DO NITROGÊNIO 203 O teor em nitrogênio na parte aérea das plantas qe não receberam fertilizante nitrogenado foi inferior ao das plantas qe receberam aqele elemento fertilizante. Nas raízes verifico-se o inverso: nos tratamentos em qe entro fertilizante nitrogenado o teor em nitrogênio se apresento sempre inferior ao dos tratamentos onde se omito aqele fertilizante. Entretanto, a qantidade total de nitrogênio absorvido pelas plantas nos tratamentos qe receberam esse elemento foi cerca de das a três vezes maior do qe nos qe o não receberam. A formação dos nódlos bacterianos nas raízes, conforme mostram as figras 2 e 3 foi bastante intensa nos tratamentos 6 e 7, enqanto qe nos demais foi mito redzida. Pelos dados obtidos pôde-se calclar qe a qantidade de nitrogênio fixado por três plantas de soja em m vaso (20 cm de diâmetro), foi de 0,273 g para o tratamento P K + calcário e de 0,297 g para o tratamento P K + calcário + inoclante. A análise do solo destes tratamentos, feita após o término do experimento, mostro m teor igal o ligeiramente inferior ao inicial. Experiências similares (1), condzidas com mcna-anã e crotalária júncea, mostraram qe a fixação de nitrogênio no tratamento P K -j- calcário foi de 0,52 g para a crotalária júncea e 1,18 g para a mcna-anã, e qe para o tratamento P K + calcário + inoclante, a fixação foi de 0,74 g para a crotalária júncea e de 1,20 g para a mcna-anã. Para estas das legminosas foi verificado m enriqecimento do solo em ambos os tratamentos, enriqecimento esse qe não foi constatado para a soja. 4 _ CONCLUSÕES Pelos resltados obtidos com o presente experimento, as segintes conclsões podem ser tiradas. a) As plantas dos vasos qe não receberam nitrogênio na forma de fertilizante não consegiram fixar simbiòticamente qantidade sficiente desse elemento para o se desenvolvimento normal, porqanto: 1. ) apresentaram sintomas pronnciados de deficiência de nitrogênio, manifestados por intensa clorose; 2. ) a massa prodzida pela parte aérea nos tratamentos sem nitrogênio foi praticamente 1/3 da formada nos tratamentos em qe entro o citado fertilizante.

10 NITROGEN FIXATION BY BACTERIA IN ASSOCIATION WITH SOYBEAN SUMMARY The experiment reported in this paper was carried ot to determine the amont of nitrogen fixed from the air by nodle bacteria associated with soybean roots. The soybean plants were sown in Mitscherlich pots filled with the "terra-roxa- -mistrada" type of soil that had received the following treatments: 1) check; 2) NPK; 3) NPK 4- limestone; 4) NPK + inoclant; 5) NPK + limestone inoclant; 6) PK-+- limestone -+- inoclant; and 7) PK -+- limestone. When the plants started to blossom, both the aerial part, as well as the roots were collected separately, dried, and analysed for their nitrogen content. The soil was also analysed prior to planting and after the plants had been harvested. The reslts indicated that nder the conditions of the experiment the symbiotic association nodle bacteria pls soybean did not show, a great capacity for fixing nitrogen from the air. LITERATURA CITADA 1. CATANI, R. A., GARGANTINI, H. & GALLO, J. R. A fixação do nitrogênio do ar pelas bactérias qe vivem associadas com as legminosas crotalária e mcna. Bragantia 14:[1] HANWAY, D. G. Fertilizers and fertility for high yields. Soybean Dig. 12(4): LYON, L. T., BUCKMAN, H. O. & CADY, N. The natre and properties of soils. 5. a ed. New York, The Mac Millan Company, xvii, 591 p. 4. NORMAN, A. G. Recent advances in soil microbiology. Proc. Soil Sci. Soc. Amer. 11: THOMPSON, L. M. Soil and soil fertility. New York, McGraw Hill Book Company, Inc., p RUSSEL, E. J. Soil conditions and plant growth. New York, Longmans Green & Co., p WAKSMAN, S. A. Soil microbiology. New York, Wiley and Sons, vii, 356 p. 8. WEISS, M. G. Soybeans. In Norman, A. G. ed. Advances in Agronomy. New York, Academic Press Inc., p