Eficiência de isolados de rizóbios nativos do agreste paraibano em Caupi (Vigna unguiculata (L.) Walp)

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2 UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DE PERNAMBUCO PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA DO SOLO DISCIPLINA SEMINÁRIO II PROF. MARIO DE ANDRADE LIRA JUNIOR Eficiência de isolados de rizóbios nativos do agreste paraibano em Caupi (Vigna unguiculata (L.) Walp) Discente: Luciana Remigio Santos Nascimento Orientador(a): Carolina Etienne de Rosália e Silva Santos Dr a.

3 INTRODUÇÃO ORIGEM - Vigna unguiculata É BASTANTE CULTIVADO NA REGIÃO SEMI-ÁRIDA, CONSTITUINDO A PRINCIPAL FONTE DE PROTEÍNA DAS POPULAÇÕES DE BAIXA RENDA (Freire Filho et al., 1998) FEIJÃO CAUPI, FEIJÃO REGIONAL, FEIJÃO DE CORDA, FEIJÃO VERDE, FEIJÃO MACASSAR, FEIJÃO DE ARRANCA, FEIJÃO FRADINHO

4 INTRODUÇÃO ADAPTADO EM SOLOS DE BAIXA FERTILIDADE, ALTA TOLERÂNCIA A DÉFICIT HÍDRICO, ALTAS TEMPERATURAS E AMBIENTES COM PROBLEMAS DE SALINIDADE (Martins et al., 1996) AGRICULTURA DE SUBSISTÊNCIA AUMENTO DA ÁREA PLANTADA E OCUPAÇÃO DE OUTROS CENÁRIOS AGRÍCOLAS BRASIL 3º MAIOR PRODUTOR (Rodrigues et al., 2004)

5 INTRODUÇÃO EM LAVOURAS MELHOR TECNIFICADAS, O FEIJÃO CAUPI TEM ALTO POTENCIAL PRODUTIVO, QUE PODE CHEGAR A 6t/ha (Freire Filho et al., 2005)

6 INTRODUÇÃO NITROGÊNIO NUTRIENTE MAIS LIMITANTE DA PRODUTIVIDADE AGRÍCOLA 78% DA ATMOSFERA (INDISPONÍVEL) 7 Nitrogênio FORNECIMENTO: -NATURAL -INDUSTRIAL (FERTILIZANTES) -BIOLÓGICO (BACTÉRIAS) N 14,007 NOS PAÍSES EM DESENVOLVIMENTO, REPRESENTA MAIS QUE 70% DOS CUSTOS DOS FERTILIZANTES (Moreira e Siqueira, 2002, 2006)

7 INTRODUÇÃO FIXAÇÃO DE NITROGÊNIO ATMOSFÉRICO FONTE DE FIXAÇÃO MILHÕES DE TONELADAS/ANO INDUSTRIAL (FERTILIZANTES) 49 ATMOSFÉRICO (ELETROQUÍMICO) 10 OUTROS PROCESSOS QUÍMICOS 35 FIXAÇÃO BIOLÓGICA TOTAL 175 OCEANOS 36 TOTAL SISTEMAS TERRESTRES 139 LEGUMINOSAS (140 Kg/ha/ano) 35 CULTURA DO ARROZ (30Kg/ha/ano) 4 PASTAGENS (15 Kg/ha/ano) 45 OUTRAS CULTURAS (5 Kg/ha/ano) 5 ECOSSISTEMAS FLORESTAIS (10 Kg/ha/ano) 40 OUTROS SISTEMAS (2 Kg/ha/ano) 10 (MODIFICADO DE KEENEY, 1982)

8 INTRODUÇÃO SIMBIOSE RIZÓBIO-LEGUMINOSA SIMBIOSE É FONTE BIOLÓGICA DE NITROGÊNIO É UMA DAS ALTERNATIVAS MAIS PROMISSORAS PARA A AGRICULTURA DE BAIXOS INSUMOS NAS REGIÕES TROPICAIS E SUBTROPICAIS ESTRUTURAS ESPECIALIZADAS (NÓDULOS) ECONOMICAMENTE E ECOLOGICAMENTE VIÁVEL

9 INTRODUÇÃO SIMBIOSE RIZÓBIO-LEGUMINOSA A ESTIMATIVA DA CONTRIBUIÇÃO DA FIXAÇÃO BIOLÓGICA DE NITROGÊNIO (FBN) EM CAUPI É DE US$ 13 MILHÕES, NO NORDESTE (Rumjanek et al., 2005) É IMPRESCINDÍVEL A DIFUSÃO DESTA BIOTECNOLOGIA DE BAIXÍSSIMO CUSTO (Freire Filho, 1998)

10 INTRODUÇÃO OTIMIZAÇÃO DA FBN A SIMBIOSE CAUPI/RIZÓBIO É DE BAIXA ESPECIFICIDADE POIS NORMALMENTE SÃO CAPAZES DE NODULAR COM UMA AMPLA FAIXA DE RIZÓBIOS A INTRODUÇÃO DE INOCULANTES CONTENDO RIZÓBIOS EFICIENTES, É DIFICULTADA, POIS AS ESPÉCIES NATIVAS SÃO MAIS COMPETITIVAS (Santos, 2001)

11 INTRODUÇÃO OTIMIZAÇÃO DA FBN EM SOLOS TROPICAIS OCORRE A PRESENÇA DE ELEVADA QUANTIDADE DE BRADYRHIZOBIUM SP., ADAPTADAS ÀS CONDIÇÕES EDAFOCLIMÁTICAS DO LOCAL, COMPETITIVAS NA FORMAÇÃO DE NÓDULOS, PORÉM, MUITO VARIÁVEIS QUANTO A EFICIÊNCIA SIMBIÓTICA (Neves & Rumjanek, 1997; Zilli, 2001) ESTUDOS ENVOLVENDO ASPECTOS COMO COMPETITIVIDADE E SOBREVIVÊNCIA DA ESTIRPE INOCULANTE PRECISAM SER CONSIDERADOS NO SENTIDO DE OTIMIZAR O PROCESSO DE FBN (Martins et al., 1996)

12 OBJETIVO SELECIONAR ISOLADOS DE RIZÓBIOS PARA FEIJÃO CAUPI COM MAIOR EFICIÊNCIA PARA FIXAÇÃO BIOLÓGICA DE NITROGÊNIO

13 MATERIAL E MÉTODOS OBTENÇÃO DE ISOLADOS DE RIZÓBIOS NATIVOS COLETA DE SOLO CORUJINHA, SEMPRE VERDE, SEDINHA, AZUL 45 DIAS

14 MATERIAL E MÉTODOS ISOLAMENTO DOS RIZÓBIOS ÁLCOOL ETÍLICO 70% (1MIN) HIPOCLORITO DE SÓDIO 1% (2MIN) 10 LAVAGENS COLÔNIAS

15 MATERIAL E MÉTODOS Tabela 1. Codificação dos Isolados de acordo com o sistema de uso da terra e a cultivar. Uso da terra Cultivar S1 Roçado de feijão S2 Caatinga S3 Roçado de mandioca S4 Pasto CV1 Corujinha CV2 Sempre Verde CV3 Sedinha CV4 Azul

16 MATERIAL E MÉTODOS Corte dos vasos Esterilização dos vaso Autoclavagem da areia Enchimento dos vasos

17 MATERIAL E MÉTODOS Saturação do vaso Roupagem do vaso Desinfestação das sementes Plantio cultivar sempre verde Isolados multiplicados em meio 79 72h Inoculação 1mL/semente após 5 dias de germinação Coleta 45 Dias

18 MATERIAL E MÉTODOS TRATAMENTOS 52 ISOLADOS BR3267 (EMBRAPA AGROBIOLOGIA) ADIÇÃO DE N FERTILIZANTE (100 mg DE N.Kg DE SUBSTRATO -1 ) AUSÊNCIA DE N BLOCOS CASUALIZADOS(55 TRATAMENTOS X 3 REPET.)=165 UE

19 MATERIAL E MÉTODOS ANÁLISE SEPARAÇÃO EM PARTE AÉREA, RAIZ E NÓDULOS NÚMERO, MASSA SECA DOS NÓDULOS E A MASSA SECA DA PARTE AÉREA E RAÍZES N DA PARTE AÉREA (MÉTODO DE KJELDAHL) ANÁLISE ESTATÍSTICA ANOVA, TESTE DE DUNNET 5% DE PROBABILIDADE (BR 3267 CONTROLE) SAS 4.1

20 SOLO NEOSSOLO REGOLÍTICO DO MUNICÍPIO DE REMIGIO PARAÍBA CARACTERIZAÇÃO QUÍMICA, FÍSICA E BIOLÓGICA SECO, DESTORROADO E PENEIRADO (6mm) VASOS COM 2Kg PLANTIO, INOCULAÇÃO E DESBASTE (IDEM AO EXP. 1)

21 Tabela 2: Características químicas, físicas e microbiológicas do Neossolo Regolítico do município de Remigio Paraíba, na camada de 0-20cm. ph H + +Al +3 Al +3 Na + K + Ca +2 + Mg +2 Ca +2 P C.O M.O (água 1:2,5) (cmolc/dm 3 ) mg/dm 3 ) -----g/kg ,1 2,93 0,0 0,03 0,13 3,00 1, ,78 6,52 Classe textural Areia Silte Argila Dg/kg Arenoso 83,6 8,0 8,4 População rizobiana 1,14x10 6 ufc.g de solo -1

22 ADUBAÇÃO P FOI FORNECIDO NA DOSAGEM 20 Kg.ha -1 NA FORMA DE SUPER TRIPLO K FORNECIDO NA DOSAGEM 40 Kg.ha -1 NA FORMA DE CLORETO DE POTÁSSIO (Recomendações de Adubação para o Estado de Pernambuco 1998)

23 TRATAMENTOS 13 ISOLADOS (VASOS DE LEONARD) BR3267 (EMBRAPA AGROBIOLOGIA) ADIÇÃO DE N FERTILIZANTE (80 kg ha -1 NH 4 NO - 3) - RELARE AUSÊNCIA DE N BLOCOS CASUALIZADOS (16 TRATAMENTOS X 4 REPETIÇÕES)=64 UE

24 ANÁLISE SEPARAÇÃO EM PARTE AÉREA, RAIZ E NÓDULOS NÚMERO, MASSA SECA DOS NÓDULOS E A MASSA SECA DA PARTE AÉREA E RAÍZES N DA PARTE AÉREA (MÉTODO DE KJELDAHL)

25 ANÁLISE EFICIÊNCIA RELATIVA DAS FONTES DE NITROGÊNIO ER BSPA isolado = BSPA N min eral 100 ANÁLISE ESTATÍSTICA ANOVA, TESTE DE TUKEY 5% PROBABILIDADE E CORRELAÇÃO SAS 4.1

26 RESULTADOS

27 EXPERIMENTO 1 Tabela 3: Biomassa seca da parte aérea (BSPA), biomassa seca da raiz (BSR), biomassa seca e número de nódulos (BSN e NN) e nitrogênio total (NT) na parte aérea de plantas de feijão caupi, cv. Sempre Verde cultivadas em vasos de Leonard, inoculadas com 52 isolados de rizóbios de solos do agreste paraibano, uma estirpe recomendada, presença e ausência de nitrogênio mineral. BSPA BSR BSN NN NT BR CONTROLE 21 Isolados 46 Isolados 24 Isolados 17 Isolados 21 Isolados

28 EXPERIMENTO 1 7 Dias após germinação

29 EXPERIMENTO 1 Desbaste 9 Dias 2 plântulas por vaso

30 EXPERIMENTO 1 14 Dias Após germinação 35 Dias Após germinação

31 EXPERIMENTO 1 Diferentes Tratamentos de Nitrogênio em Vaso de Leonard Fontes de

32 EXPERIMENTO 2 Figura 1: Biomassa seca da parte aérea de plantas de feijão caupi, cv. Sempre Verde cultivadas em vasos com solo, inoculadas com 13 isolados de rizóbios de solos do agreste paraibano, uma estirpe recomendada, presença e ausência de nitrogênio mineral.

33 EXPERIMENTO 2 Figura 2: Eficiência relativa da parte aérea de plantas de feijão caupi, cv. Sempre Verde cultivadas em vasos com solo, inoculadas com 13 isolados de rizóbios de solos do agreste paraibano, uma estirpe recomendada, presença e ausência de nitrogênio mineral.

34 EXPERIMENTO 2 Figura 3: Correlação entre a biomassa seca de nódulos e a biomassa seca da parte aérea de plantas de caupi, cv. Sempre Verde cultivadas em vasos com solo, inoculadas com 13 isolados de rizóbios de solos do agreste paraibano e uma estirpe recomendada.

35 EXPERIMENTO 2 Figura 4: Correlação entre a eficiência relativa e o nitrogênio total da parte aérea de plantas de caupi, cv. Sempre Verde cultivadas em vasos com solo, inoculadas com 13 isolados de rizóbios de solos do agreste paraibano, uma estirpe recomendada, presença e ausência de nitrogênio mineral.

36 EXPERIMENTO 2

37 EXPERIMENTO 2 NFB 700 S1CV2 A S1CV2 A S/N

38 EXPERIMENTO 2 S1CV2 A (A) BR 3267 S3CV2 A S1CV2 A

39 CONSIDERAÇÕES A cultivar de feijão caupi Sempre Verde respondeu a adição de nitrogênio e a inoculação Os isolados de rizóbio ou os rizóbios nativos do solo do município de Remigio apresentaram capacidade de fixação de nitrogênio atmosférico

40 CONSIDERAÇÕES Os isolados de rizóbio ou os rizóbios nativos foram capazes de promover o desenvolvimento do feijão caupi equivalente à das plantas que receberam adubação com N mineral ou inoculação com a estirpe recomendada A biomassa da parte aérea e o N total do caupi correlacionaram-se altamente com a biomassa de nódulos e eficiência relativa dos isolados testados

41 OBRIGADA!

42 Que a estrada se abra à sua frente Que o vento sopre levemente às suas costas Que o sol brilhe morno e suave em sua face Que a chuva caia de mansinho em seus campos... E, até que nos encontremos de novo Que Deus lhe guarde na palma de suas mãos. Prece Irlandesa