NODULAÇÃO, CRESCIMENTO E DESENVOLVIMENTO DE FEIJÃO INOCULADO COM Rhizobium tropici

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1 NODULAÇÃO, CRESCIMENTO E DESENVOLVIMENTO DE FEIJÃO INOCULADO COM Rhizobium tropici NODULATION, GROWTH AND BEAN DEVELOPMENT INOCULATED WITH Rhizobium tropici Resumo Bruna Rohrig (1) Evandro Pedro Schneider (2) Alvicio Zwirtes (3) Lisiane Sobucki (4) Rodrigo Ferraz Ramos (5) Odair José Schmitt (6) A fixação biológica de nitrogênio em feijoeiro através da simbiose com Rhizobium tropici se apresenta como uma alternativa para a redução do uso dos fertilizantes nitrogenados. O presente trabalho objetivou avaliar a capacidade de nodulação com diferentes estirpes de Rhizobium (SEMIA 4080, SEMIA 4077 e SEMIA SEMIA 4077), aplicadas em préplantio nas sementes da cultivar de feijoeiro BRS Explendor. O experimento foi realizado no município de Cerro Largo, caracterizado pela predominância do Latossolo Vermelho Distroférrico Típico. O experimento foi conduzido em blocos ao acaso, com quatro repetições. Nas condições do ensaio a inoculação se mostrou eficiente para a nodulação das raízes, influenciando positivamente sobre a área foliar, número de vagens viáveis, massa seca de parte aérea e produtividade quando comparadas ao tratamento testemunha. Palavras-chave: Nodulação. Fixação biológica de nitrogênio. Rhizobium tropici. Inoculação. Abstract Biological nitrogen fixation in common bean through the symbiosis with Rhizobium tropici presents as an Alternative for a reduction to use of nitrogenous fertilizers. The present work aimed to evaluate the nodulation capacity with different strains of rhizobia (SEMIA 4080, 4077 and SEMIA SEMIA 4077), applied pre-planting the seeds of common bean cultivar BRS Explendor. The experiment was conducted in the municipality of Cerro Largo - Brazil, characterized by the predominance of Hapludox Typical. The experiment was conducted in blocks at random, with four repetitions. Under the conditions of the test inoculation proved efficient for nodulation of roots, influencing positively about leaf area, 1 Graduanda em Agronomia pela Universidade Federal da Fronteira Sul campus Cerro Largo. Endereço eletrônico: rohrigbruna@hotmai.com. 2 Docente da Universidade Federal da Fronteira Sul campus Cerro Largo. Endereço Eletrônico: evandro.schneider@uffs.edu.br 3 Graduado em Agronomia pela Universidade Federal da Fronteira Sul campus Cerro Largo. Endereço eletrônico: alviciozw@gmail.com 4 Graduanda em Agronomia pela Universidade Federal da Fronteira Sul campus Cerro Largo. Endereço eletrônico: lisiane_sobucki@hotmail.com. 5 Graduando em Agronomia pela Universidade Federal da Fronteira Sul campus Cerro Largo. Endereço eletrônico: rodrigoferrazramos@gmail.com. 6 Engenheiro Agrônomo da Universidade Federal da Fronteira Sul - Campus Cerro Largo. Endereço Eletrônico: odair.schmitt@uffs.edu.br.

2 number of viable pods, dry mass of shoot and productivity when compared the treatment Witness. Keywords: Nodulation. Nitrogen biologic fixation. Rhizobium tropici. Inoculation. 1 Introdução A cultura do feijão (Phaseolus vulgaris L.) é cultivada em todo o território nacional, sendo uma das mais importantes fontes de proteínas e carboidratos para população brasileira (EPAGRI, 2012). Na safra 2014/2015, a cultura ocupava 3040 hectares divididos em três períodos de plantio, possuindo uma produção aproximada de 3115,3 toneladas, obtendo um rendimento médio de aproximadamente 1025 kg por hectare (CONAB, 2015), sendo o Brasil um dos principais produtores mundiais desta leguminosa. Segundo estimativas da Organização das Nações Unidas (ONU), o contingente populacional do planeta atingirá a marca de nove (9) bilhões de habitantes em A tendência de crescimento da população mundial acarretará consequentemente uma maior demanda por produtos alimentícios. Esta demanda pode ser suprida com o aumento da eficiência ou desenvolvimento de novas tecnologias de produção, processamento e transporte de alimentos, onde as culturas poderão atingir produtividades mais elevadas, com um custo energético e ambiental menos oneroso, principalmente pela maximização das interações de solo, microrganismos e planta. A busca por novas alternativas para a fixação biológica de nitrogênio aponta para o uso de bactérias que convertem o nitrogênio atmosférico em amônio (EPSTEIN & BLOOM, 2004). Este processo biológico contribui com aproximadamente 65% de todas as entradas de nitrogênio, sendo este o maior provedor de nitrogênio para a manutenção de vida na Terra (HUNGRIA et al, 2007). O processo de fixação biológica poderia ser potencializado com a utilização de estirpes mais eficientes do que as espécies nativas. Esta técnica já vem sendo adotada na cultura da soja e pode significar um incremento significativo de produtividade através do aprimoramento da técnica para a potencialização do uso deste na cultura do feijoeiro. Essa técnica pode conduzir a redução do uso de insumos nitrogenados para adubação, diminuindo por consequência os custos da produção de grãos. Alguns rizóbios formam associações simbiônticas com plantas superiores em que o procarioto supre diretamente a planta com nitrogênio fixado e em troca ele recebe outros nutrientes e carboidratos das plantas (EPSTEIN & BLOOM, 2004). Durante essa associação

3 são observadas estruturas diferenciadas, denominadas nódulos, as quais são formadas devido à presença destas bactérias nas raízes de leguminosas (ROCHA, 2007). Os nódulos são resultantes de uma interação complexa e específica entre bactérias pertencentes aos gêneros Rhizobium, Sinorhizobium, Mesorhizobium, Phylorhizobium, Bradyrhizobium e Azorhizobium e suas plantas hospedeiras (EMBRAPA, 2008). O tipo mais comum de simbiose é entre membros da família das Fabaceae, onde o feijoeiro está incluso. O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito da aplicação de diferentes estirpes de rizóbios na nodulação na cultura do feijoeiro (Phaseolus vulgaris L.). 2 Material e Métodos O experimento foi conduzido no município de Cerro Largo, localizado na região Noroeste do Rio Grande do Sul (latitude 28º 09 02, longitude 54º ), e altitude de 197 metros em relação ao nível médio do mar. O solo pertence à Unidade de Mapeamento Santo Ângelo, sendo classificado como Latossolo Vermelho Distroférrico Típico e o clima subtropical com verão quente (Cfa). Antes da implantação do experimento, a área havia sido cultivada com Aveia em sistema de plantio direto (SPD). A análise química foi realizada na camada 0 a 10 cm, conforme indicação de amostragem para o sistema plantio direto consolidado. A correção foi efetuada de acordo com o Manual de Adubação e Calagem (TEDESCO et al., 2004), com aplicação de 2,35 kg de Superfosfato Triplo em 384 m² e 4,8ml de SEED como fonte de Molibdênio e Cobalto. O experimento foi conduzido de Agosto a Novembro de 2014 em sistema de agricultura de sequeiro e com o manejo das plantas espontâneas através do método de capina manual. O delineamento estatístico foi blocos ao acaso com quatro tratamentos e quatro blocos em parcelas de doze linhas com seis metros de comprimento e quatro metros de largura (24m 2 ), utilizando espaçamento de cinquenta cm entre linhas. Foram utilizadas duas estirpes diferentes de Rhizobium tropici, os tratamentos correspondem a SEMIA 4080 (A), SEMIA 4077 (B), SEMIA SEMIA 4077 (C) e uma testemunha (D). Foram utilizadas as estirpes na dosagem de 4g por quilograma de semente, com concentração de 2 x 10 9 células por grama de inoculante, onde ocorreu a junção das duas estirpes foram utilizadas 2g de cada estirpe, totalizando assim 4g no terceiro tratamento. A testemunha não teve tratamento com inoculante (somente espécies nativas). A cultivar utilizada foi a BRS Explendor.

4 A semeadura ocorreu nos dias 26, 27 e 28 de agosto, seguindo as recomendações do Zoneamento Agrícola para a cultivar, adotando-se o método de semeadura manual. A inoculação ocorreu através do umedecimento das sementes do feijão com uma solução açucarada a 10% com 6 ml de água e 0,6 g de açúcar para cada quilograma de semente, posteriormente realizou-se a inoculação seguindo as normas especificadas pelo fabricante. Foram semeadas 16 sementes por metro linear, e após a emergência foi feito o desbaste das plantas, mantendo 12 plantas por metro linear. Para avaliação foram utilizadas as 6 linhas internas, sendo descartadas as bordaduras. A avaliação ocorreu no estádio reprodutivo R4, onde foram coletadas 10 plantas aleatoriamente em cada parcela e a partir destas realizou-se a determinação do índice foliar, nodulação, massa seca da parte aérea, número de vagens viáveis e produtividade. Para a determinação do índice foliar, utilizou-se de paquímetro digital. A obtenção desse parâmetro ocorreu através da multiplicação da largura pelo comprimento, obtido por meio da mensuração de cada folha e posterior realização da média por tratamento. A obtenção do número de nódulos por planta deu-se através da extração da planta, com suas raízes conservada e posterior contagem destes a uma distância de três centímetros em torno da coroa. O número de nódulos foi obtido através da realização da média dos nódulos contados por planta em cada tratamento. Foi realizada a contagem das vagens viáveis para a determinação do número, e posterior realização da média em cada parcela (10 plantas por parcela). As plantas foram coletadas, separando a raiz da parte aérea e em seguida a parte aérea foi conduzida a estufa (60ºC) até atingir massa constante, com posterior pesagem e realização de média para cada tratamento. Realizou-se a contagem das vagens viáveis para a determinação do número, e posterior realização da média em cada parcela. Ao final do ciclo, as plantas foram coletadas e as sementes colhidas manualmente, com posterior pesagem e realização de média para cada parcela. Os dados foram submetidos à análise de variância e, quando o teste F foi significativo a 5%, as médias dos tratamentos foram comparadas pelo teste de Tukey a 5% com o auxílio do software SASM-agri. 3 Resultados e Discussões

5 A partir da análise dos dados é possível perceber que o tratamento SEMIA SEMIA 4077 (C) é superior ao tratamento testemunha (D), uma vez que diferem significativamente entre si no que se refere ao índice de área foliar (tabela 1). No entanto, vale destacar que os três tratamentos com inoculação - SEMIA 4080 (A), SEMIA 4077 (B) e C - não são diferentes significativamente. Ou seja, quando as estirpes de Rhizobium SEMIA 4080 e SEMIA 4077 são inoculadas conjuntamente apresentam um desempenho estatisticamente superior em relação ao tratamento testemunha, possivelmente devido ao estabelecimento de uma interação complementar entre as duas estirpes. TABELA 1: Índice foliar em feijão inoculado com diferentes estirpes de Rhizobium. Cerro Largo, TRATAMENTO ÍNDICE FOLIAR cm²* SEMIA 4080 A 961,7 ab SEMIA 4077 B 928,6 ab SEMIA SEMIA 4077 C 1012,0 a** Testemunha D 705,0 b C.V. (%) 15,18% *Índice foliar em cm² **Significativo com F 5%. Corroborando com esses resultados, Borges et al., (2008) ao testar o crescimento do feijão Caupi de hábito de crescimento indeterminado, inoculado com estirpes de bactérias fixadoras de nitrogênio, encontrou diferença significativa na área foliar nos tratamentos em que houve inoculação ao 65 dias após a emergência. Na tabela 2 é possível visualizar o número de nódulos por planta, na qual os tratamento B e C diferiram significativamente do tratamento D, mas não diferem de A. Isto significa que a aplicação dos tratamento B e C proporcionam resultados superiores quando comparados ao tratamento sem inoculação. Vale destacar que o tratamento A não foi diferente do testemunha (D). Esses resultados demonstram que a inoculação conjunta das estirpes de Rhizobium SEMIA 4080 e SEMIA 4077 ou a aplicação de SEMIA 4077 resulta em maior nodulação do que quando há apenas propensão à estirpes nativas.

6 TABELA 2: Número de nódulos em fejoeiro inoculado com diferentes estirpes de Rhizobium. Cerro Largo, TRATAMENTO SEMIA 4080 A SEMIA 4077 B NÚMERO DE NÓDULOS 10,2 ab 12,9 a SEMIA SEMIA 4077 C 13,2 a* Testemunha D C.V. (%) 41 2,4 b *Significativo com F 5%. Segundo Epagri, (2012), para se identificar a eficiência da planta quanto à nodulação, é necessário observar o número e tamanho dos nódulos, sendo o número de nódulos de 4 a 6 com 2 a 4 mm de diâmetro cada, situados na região da coroa da planta, ou 20 nódulos ou mais por planta (Tabela 2). Os resultados obtidos corroboram com os encontrados por Oliveira & Sbardelotto (2011) onde a formação de nódulos na cultivar Eldorado não inoculado, mas com a presença de bactérias simbiontes nativas do solo foi inferior a 50% quando comparado com os tratamentos que foram inoculados. Para Fonseca et al., (2013) as populações nativas promovem a nodulação semelhante as inoculadas com as estirpes CIAT 899T e UFLA Entretanto Pelegrin et al., (2009), observaram que não houve diferença significativa entre a aplicação da estirpe SEMIA 4077 acompanhada de aplicação de nitrogênio e quando não houve aplicação de nitrogênio, e aos que não foram inoculados quanto ao número de nódulos. A massa seca da parte aérea do feijoeiro (Tabela 3) também apresentou variação significativa nos tratamentos. O tratamento A resultou em diferença significativa quando comparado ao tratamento D, sendo superior a este. No entanto, A não difere de B e C, ou seja, é possível afirmar que quando há inoculação com SEMIA 4080, a massa seca da parte aérea da planta de feijoeiro é maior do que quando esta prática não é realizada. TABELA 3: Massa seca da parte aérea do feijoeiro inoculado com diferentes estirpes de Rhizobium. Cerro Largo, TRATAMENTO MASSA SECA DA PARTE AEREA g* SEMIA 4080 A 8,8 a** SEMIA 4077 B 7,6 ab SEMIA SEMIA 4077 C 8,4 ab Testemunha D 5,3 b

7 I CONGRESSO BRASILEIRO DE MICROBIOLOGIA AGROPECUÁRIA, C.V. (%) 20,43 *Massa seca da parte aérea em gramas. **Significativo com F 5%. Fonseca et al, (2013) e Oliveira & Sbardelotto (2011) encontraram uma maior produção de massa seca da parte aérea independente da estirpe utilizada na inoculação, com um aumento de 12 a 15 % se comparado com os tratamentos sem inoculação. Pelegrin et al., (2009) não detectaram diferença significativa na produção de matéria seca da parte aérea entre os tratamentos inoculados com CIAT 899 e PRF 81, mas com valores maiores naqueles com inoculante associados com nitrogênio. O número médio de vagens viáveis apresentou variação significativa entre os tratamentos, com uma média de 8,8 vagens no tratamento C (SEMIA SEMIA 4077), e 5,8 vagens no tratamento D (testemunha). O tratamento C demonstrou-se estatisticamente superior ao tratamento D, demonstrando que a inoculação conjunta das estirpes SEMIA 4080 e SEMIA 4077 proporcionam significativamente um maior número de vagens se em comparação ao tratamento que desenvolveu somente rizóbios nativos. Entretanto, o uso das estirpes SEMIA 4080 e SEMIA 4077 individualmente não demonstraram diferença estatística em relação à testemunha (Tabela 4). TABELA 4: Número de vagens no feijoeiro inoculado com diferentes estirpes de Rhizobium. Cerro Largo, TRATAMENTO NÚMERO DE VAGENS SEMIA 4080 A 7,2 ab SEMIA 4077 B 6,8 ab SEMIA SEMIA 4077 C 8,8 a* Testemunha D 5,8 b C.V. (%) 13,19 *Significativo com F 5%. Para Fonseca et al, (2013) a estirpes CIAT 899T proporciona maior número de vagens e maior massa de cem grãos que a estirpe UFLA Carvalho (2002) encontrou em seu experimento diferença significativa entre os tratamentos no número de vagens, onde apresentaram melhor média as plantas que foram inoculadas, em comparação aos que não receberam inoculação. Em relação à produtividade, os tratamentos apresentaram resultados significativos (tabela 5). Ambos tratamentos com inoculação (A, B e C) mostraram-se superior ao D, ou

8 seja, a inoculação de estirpes de Rhizobium tropici resulta em produtividade superior quando comparado à não aplicação. Ferreira et al., (2009) em seus estudos, obteve resultados de incremento da produção de grãos da cepa UFLA 02-68, a qual promoveu produtividade semelhante a aplicação de N-mineral (80kg/ha de N) na cultura do feijoeiro, demonstrando o potencial da utilização deste nutriente, uma vez que as estirpes apresentadas possuem grande capacidade de assimilação de nitrogênio. TABELA 5: Produtividade do feijoeiro inoculado com diferentes estirpes de Rhizobium. Cerro Largo, TRATAMENTO g/10 plantas SEMIA ,00 a SEMIA ,75 a* SEMIA SEMIA ,50 a Testemunha 56,75 b C.V. (%) 6,23% *Significativo com F 1% 4 Conclusões A utilização de estirpes de Rhizobium tropici resultou em diferenças significativas dentre os critérios por este trabalho avaliados. A utilização das estirpes Rhizobium tropici SEMIA 4080 e SEMIA 4077, bem como sua aplicação conjunta apresentam incremento de produtividade quando a comparação é feita com o tratamento testemunha. A aplicação conjunta destas duas estirpes foi superior à testemunha para as variáveis número de vagens e índice de área foliar. Referências AZEVEDO, L. A; REIS, V. M. A formação de nódulos em leguminosas. Embrapa Agrobiologia, p. (Documentos / Embrapa Agrobiologia, 251). BORGES, P. R. S. et al.; Crescimento de feijão caupi de hábito indeterminado inoculado com estirpes de bactérias fixadoras de nitrogênio. IX Simpósio Nacional Cerrado, 12 a 17 de outubro de 2008, Desafios e Estratégias para o Equilíbrio entre Sociedade Agronegócio e Recursos Naturais. Brasília, CARVALHO, E. A Avaliação agronômica da disponibilização de nitrogênio à cultura de feijão sob sistema de semeadura direta. Tese de Doutorado, Escola Superior de Agricultura "Luiz de Queiroz", Piracicaba, São Paulo, 80pp.

9 I CONGRESSO BRASILEIRO DE MICROBIOLOGIA AGROPECUÁRIA, CONAB. Companhia Nacional de Abastecimento, Series históricas. Disponível em: onteudos. Acesso: 29/março./2016. COMISSÃO TÉCNICA SUL-BRASILEIRA DE FEIJÃO. Informações técnicas para o cultivo de feijão na Região Sul brasileira. 2.ed. Florianópolis: Epagri, p. Feijão; Prática cultural; Região Sul; Brasil. EPSTEIN, E.; BLOOM, A. Nutrição mineral de plantas: princípios e perspectivas. 2 edição, Londrina, Editora Planta, p.403, FERREIRA, P. A. A. et al.; Inoculações com cepas de Rizóbio na cultura do feijoeiro. Ciência Rural, v. 39, n. 7, p , Out FONSECA, G. G. et al.; Resposta de cultivares de feijoeiro-comum à inoculação das sementes com duas estirpes de rizóbio. Jornal Biosci. J. Uberlândia, v. 29, n. 6, p , Nov./Dec HUNGRIA, M. et al.; A importância do processo de fixação biológica do nitrogênio para a cultura da soja: componente essencial para a competitividade do produto brasileiro. 1 edição, Londrina, Embrapa Soja: Embrapa Cerrados, p.80, Manual de adubação e calagem para solos do Rio Grande do Sul e de Santa Catarina / Sociedade Brasileira de Ciência do Solo. Comissão de Química e Fertilidade do Solo. 10. Ed. Porto Alegre, OLIVEIRA, R. C.; SBARDELOTTO, J. M.; Nodulação em diferentes variedades de feijão inoculadas com Rhizobium tropici. Cultivando o Saber, Cascavel, v.4, n.2, p.46-52, PELEGRIN, R. et al.; Resposta da cultura do feijoeiro à adubação nitrogenada e à inoculação com rizóbio. Revista Brasileira de Ciência do Solo, Brasil, v.33, n. 1, , janeiro/fevereiro de ROCHA, G. P. Bactérias associativas e simbiontes dos nódulos de Arachis pintoi (Leguminosae). Dissertação de Mestrado, Universidade Estadual de Feira de Santana, Feira de Santana, Bahia, 2007.