título do resumo

NUTRIÇÃO NITROGENADA DE CANA-DE-AÇÚCAR INOCULADA COM
BACTÉRIAS PROMOTORAS DO CRESCIMENTO VEGETAL
Douglas Rocha Noguero, Karina Maria Lima Milani, André Luiz Martinez de
Oliveira, e-mail: [email protected]
Universidade Estadual de Londrina/Departamento de ciências exatas/CCE
Área e subárea do conhecimento: Agronomia/ Ciência do Solo /
Microbiologia e Bioquímica do Solo.
Palavras-chave: Fixação biológica de nitrogênio; inoculantes; biofertilizantes.
Resumo
A contribuição da fixação biológica de nitrogênio (FBN) para a cana-de-açúcar
é bem documentada, bem como a ocorrência de bactérias capazes de
incrementar seu desenvolvimento e produtividade. Entretanto,inexistem
inoculantes comerciais registrados para esta cultura no Brasil, apesar do
pioneirismo da ciência brasileira em registrar a contribuição da FBN na nutrição
nitrogenada da cana-de-açúcar.Um grande número de espécies bacterianas é
capaz de colonizar plantas de cana-de-açúcar e realizar a FBN, sendo que a
maioria apresenta mecanismos adicionais de promoção do crescimento
vegetal, além da capacidade de FBN. Essas bactérias são genericamente
denominadas de bactérias promotoras do crescimento vegetal (BPCV), e
ocorrem naturalmente em associação a diferentes espécies de plantas,sendo
sua principal característica o favorecimento do desenvolvimento vegetal por
diferentes mecanismos, tais como a fixação biológica de nitrogênio (FBN),
produção de fitohormônios, solubilização de fosfatos, o controle biológico de
fitopatógenos, entre outros. Dessa forma, a utilização de BPCV como insumo
agrícola constitui uma estratégia viável para reduzir e/ou eliminar o uso de
insumos químicos industriais nas lavouras, como por exemplo a substituição de
fertilizantes nitrogenados pelo uso de inoculantes com bactérias capazes de
realizar a FBN. O presente trabalho teve como objetivo avaliar a eficiência de
isolados de BPCV diazotróficas em facilitar a nutrição nitrogenada da cana-deaçúcar, através de ensaios de inoculação. Os resultados obtidos indicam novos
isolados com alto potencial biotecnológico para o desenvolvimento de
formulações inoculantes para o fornecimento de nitrogênio para a cana-deaçúcar,relacionados aos gêneros Rhizobium, Acinetobacter e Pseudomonas.
Introdução
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A cana de açúcar no Brasil ganha destaque pelo fato de ser uma cultura
produzida em larga escala no país, com mais de sete milhões de hectares
plantados, produzindo cerca de 480 milhões de toneladas. Além da geração de
álcool e açúcar, os resíduos e subprodutos que advêm da cana-de-açúcar
podem ser utilizados para a geração de energia elétrica e no caso da vinhaça
como um fertilizante para a lavoura.
Considerando os nutrientes requeridos pela cultura, o nitrogênio (N) é de
suma importância, uma vez que é um constituinte das enzimas, aminoácidos,
proteínas e ácidos nucléicos, participando de maneira direta ou indireta em
diversos processos bioquímicos (MALAVOLTA; VITTI; OLIVEIRA, 1997).
Quando a planta sofre um estresse pela falta de N, mesmo que não
perceptível, ocorrerá uma redução na atividade da enzima Rubisco que é
responsável pela assimilação do carbono no Ciclo de Calvin e Benson. Caso o
CO2 não seja fixado no ciclo do carbono, ele será fixado no mesofilo pela PEPc
(fosfoenolpiruvato carboxilase), o que resulta em um gasto de energia para a
planta, sendo que o ATP é requerido para a regeneração da PEPc (TRIVELIN,
2000).
Umas das maneiras de fornecer nitrogênio para as plantas, além do uso
de fertilizantes químicos, é a utilização de BPCV, uma vez que essas bactérias
podem disponibilizar N para planta via FBN contribuindo para o seu
crescimento e desenvolvimento. Em vista de uma produção mais sustentável e
economicamente viável, é de suma importância identificar as BPCV que terão a
maior associação com cana-de-açúcar e trarão os benefícios desejados para a
cultura.
Procedimentos metodológicos
Os isolados de BPCVs utilizados no trabalho foram obtidos de amostras de
solo rizosférico, raízes, toletes e folhas de cana-de-açúcar coletadas na
estação experimental do Instituto Agronômico do Paraná (IAPAR), LondrinaPR, e na estação experimental da Universidade Federal do Paraná (UFPR),
Paranavaí-PR. O experimento foi conduzido em casa-de-vegetação da
Universidade Estadual de Londrina (UEL-Londrina/PR), no período de
dezembro/2015 a abril/2016 sob delineamento experimental inteiramente
casualizado, com quatro repetições. Os tratamentos foram constituídos pela
inoculação de 20 BPCVs e três estirpes padrão, além dos tratamentos controle:
ausência de inoculação e ausência de adubação nitrogenada (controle 1), e
ausência de inoculação com nutrição nitrogenada plena (controle 2).
Foi utilizada a variedade de cana-de-açúcar RB 966928, na forma de
minitoletes (10 cm de comprimento) contendo apenas uma gema.O ensaio foi
conduzido em vasos de 12 Kg utilizando apenas areia como substrato. Para o
preparo dos inoculantes, as bactérias foram cultivadas em meio líquido e os
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cultivos foram normalizados em espectrofotômetro (600 nm) para 0,5. No
momento do plantio, foram distribuídos cinco toletes por vaso procedendo a
inoculação de 1 mL da suspensão inoculante sobre cada gema. Semanalmente
e durante o período do ensaio, as plantas receberam 100 mL de solução
nutritiva em concentrações iguais para os macros- e micronutrientes exceto o
nitrogênio, aplicado nos tratamentos de inoculação e no tratamento controle
1na concentração de 3 mM, enquanto no tratamento controle 2 foi aplicada
solução na concentração de 30mM.Após 15 dias do plantio foi realizado o
desbaste,mantendo duas plantas por vaso. A coleta para avaliação do status
nutricional foi realizada 90 dias após o plantio. As amostras foram pesadas,
secas e moídas, e submetidas à determinação do teor de nitrogênio total nos
tecidos foliares via digestão sulfúrica e determinação analítica de Kjeldahl,
segundo (SILVA, 2009).
Resultados e Discussão
Em análise dos dados obtidos, observamos que o nitrogênio total na parte área
(NTPA) das plantas inoculadas com Acinetobacter sp. (estirpe IPRA 113)
proporcionou elevado acúmulo de N, diferindo significativamente dos demais
tratamentos e alcançando os mesmos níveis observados para as plantas
cultivadas sem imitação deste nutriente (controle 2). Em adição, plantas
inoculadas com Rhizobium sp. (IPRA 027)ou com a estirpe padrão de
Gluconacetobacter diazotrophicus(BR11281), apresentaram teores de
nitrogênio superiores aos registrados nas plantas não inoculadas(controle 1).
Considerando o sistema radicular (NTR), os tratamentos que
proporcionaram acúmulo de Nsuperior aos demais tratamentos foram
resultantes da inoculação com Gluconacetobacter sp.(IPRG 109),
Acinetobacter sp. (IPRA 113), Acinetobacter sp. (IPRA 116), Pseudomonas sp.
(IPRA 117), Pseudomonas sp.(IPRA 121), e Rhizobium sp. (IPRA 070). A
avaliação conjunta dos teores de nitrogênio de tecidos aéreos e subterrâneos e
a biomassa vegetal acumulada no período do ensaio resultam nos valores de
nitrogênio total da planta (NTP). Neste sentido, os tratamentos de inoculação
com as bactérias Acinetobacter sp. (IPRA 113), Pseudomonas sp. (IPRA 121),
Rhizobium sp. (IPRA 027), além da estirpe padrão G. diazotrophicus(BR11281)
revelaram os maiores acúmulos de N pela planta, com aumento de 108%, 59%,
100% e 137% respectivamente em relação ao tratamento controle 1, e com os
mesmos níveis observados para o tratamento controle 2 (184% de aumento em
relação ao controle 1).
É interessante observar que a bactérias que apresentaram melhores
efeitos no desenvolvimento das plantas de cana-de-açúcar são representantes
dos gêneros Acinetobacter, Gluconacetobacter, Pseudomonas e Rhizobium.
Essas bactérias são frequentemente encontradas em associação com cana-de-
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açúcar e estudos de inoculação utilizando esses gêneros bacterianos já
demonstraram incrementos positivos na promoção de crescimento dessa
cultura (TAULÉ et al. 2011; SCHULTZ et al. 2014).
Conclusões
Os resultados obtidos permitiram identificar novos isolados bacterianos
eficientes na promoção do crescimento de cana-de-açúcar, sendo pertencentes
aos gêneros Acinetobacter (IPRA 113 e IPRA 116), Pseudomonas (IPRA 121),
Gluconacetobacter (IPRG 109) e Rhizobium (IPRA 27 e IPRA 70).Estes
isolados expressam um grande potencial para o desenvolvimento de
formulações inoculantes para a cultura da cana-de-açúcar, visando a
substituição parcial/total dos fertilizantes nitrogenados aplicados nesta cultura.
Agradecimentos
Agradeço ao orientador, à colaboradora, à Universidade Estadual de Londrina,
ao convênio Total Biotecnologia/UEL (conv. FAUEL 694) e ao CNPq por
viabilizarem a execução deste trabalho.
Referências
MALAVOLTA, E.; VITTI, G. C.; OLIVEIRA, S. A. Avaliação do estado nutricional
de plantas. 2. ed. Piracicaba: Potafos, 1997. 319 p.
SCHULTZ, N. et al. Inoculation of sugarcane with diazotrophic bacteria. Revista
Brasileira de Ciência do Solo, v. 38, p. 407-14, 2014.
SILVA, F. C. Manual de análises químicas
fertilizantes.Brasília: Embrapa, 2009. 627 p.
de
solos,
plantas
e
TAULÉ C. et al. The contribution of nitrogen fixation to sugarcane (Saccharum
officinarum L.), and the identification and characterization of part of the
associated diazotrophic bacterial community. Plant and Soil, v. 356, p. 35-49,
2011.
TRIVELIN, Paulo Cesar Ocheuze. Utilização do nitrogênio pela cana-deaçúcar: três casos estudados com uso do traçador 15N. 2000. 143 f. Livre
docência, Escola Superior de Agricultura “Luiz de Queiroz”, Universidade de
São Paulo, Piracicaba, 2000.
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