Manuscrito alterado - Portal de Revistas da UFRR

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1
Incorporação de adubo verde e Trichoderma harzianum ao solo na
2
sobrevivência de Fusarium solani e no desenvolvimento do meloeiro
3
4
Incorporation of green manure and Trichoderma harzianum the soil in the survival
5
of Fusarium solani and development of muskmelon
6
7
Resumo- A incorporação do material orgânico associado à adição de antagonista pode propiciar controle de
8
patógenos habitantes do solo que são de difícil erradicação, permitindo também melhorias nas características físicas,
9
químicas e biológicas do solo. O objetivo deste estudo foi avaliar a incorporação de Crotalaria juncea L. e
10
Trichoderma harzianum ao solo na sobrevivência de Fusarium solani e no crescimento do meloeiro. O experimento
11
foi conduzido em casa de vegetação. Ao solo das parcelas pré-determinadas, foram incorporados F. solani, T.
12
harzianum e C. juncea, na proporção de 1% peso/volume. Também foi utilizada uma bolsa de tecido sintético,
13
contendo inóculo de F. solani, que foram enterradas a 5 cm de profundidade. O delineamento experimental foi
14
inteiramente casualizado, em esquema fatorial 2x4 (solo infestado e não infestado com F. solani) e (solo sem
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material vegetal e sem T. harzianum; solo com crotalária; solo com T. harzianum; solo com crotalária e T.
16
harzianum) e nove repetições, sendo que cada vaso representou uma unidade experimental. Foram avaliados a
17
sobrevivência do F. solani, incidência de podridão radicular e as variáveis de crescimento do meloeiro. A
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incorporação de crotalária e T. harzianum juntos propicia menor número de unidades formadoras de colônias de F.
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solani e a incorporação de crotalária ao solo proporciona melhor desenvolvimento do meloeiro.
20
Palavras-chave- Controle alternativo. Cucumis melo. Material vegetal. Patógeno habitante do solo.
21
Abstract- The incorporation of organic matter associated with the addition of antagonist may provide control
22
soilborne pathogens that are difficult control, also permitting improvements in physical, chemical and biological soil
23
properties. The objective of this study was to investigate the effects of soil incorporation of Crotalaria juncea L. and
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Trichoderma harzianum in the survival of Fusarium solani and growth of muskmelon. The experiment was
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conducted in a greenhouse. In the predetermined plots were incorporated F. solani, C. juncea, and T. harzianum, at a
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1% weight/volume. Also was used a synthetic nylon bag containing inoculum of F. solani, which were buried at a
2
27
depth of 5 cm. The experimental design was completely randomized in a factorial 2x4 (soil infested and not infested
28
with F. solani) and (soil without plant material and without T. harzianum; soil with sunn hemp; soil with T.
29
harzianum; soil with sun hemp and T. harzianum) and nine replicates, each plot represents an experimental unit.
30
Were evaluated the survival of F. solani, incidence of root rot and muskmelon growth variables. The incorporation
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of Sunn hemp and Trichoderma together provides fewer forming units of F. solani colonies and the incorporation of
32
Sunn hemp to soil provides better development of muskmelon.
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Key words- Alternative control. Cucumis melo. Plant material. Soilborne Pathogens.
34
35
Introdução
36
O melão (Cucumis melo L.) é uma cultura de ciclo curto, cultivado em países de
37
clima tropical a temperado em todos os continentes, com exceção da Antártida. Entre os
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maiores produtores do mundo estão China, Turquia, Irã, Egito e Índia. Sendo que o Brasil
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ocupou o décimo primeiro lugar no ranking mundial de produção em 2013 com média de
40
565.900 ton. (FAO, 2015). Os estados de maior produção desta olerícola no Brasil são Rio
41
Grande do Norte com produção de 254.530 ton., seguido dos estados do Ceará (212.362
42
ton.) e Bahia (33.431 ton.) (IBGE, 2015).
43
O aumento da área de produção seguido por cultivos contínuos sem rotação de cultura
44
vem causando alterações na comunidade microbiana do solo e aumentando o nível de
45
fungos fitopatogênicos como por exemplo, Fusarium spp. (SANTOS et al., 2000; CHEN et
46
al., 2012). A ocorrência deste patógeno pode causar infecções nas plantas e,
47
consequentemente, reduções quantitativas e qualitativas na produtividade, constituindo-se
48
em alguns casos, fator limitante à produção. Nas regiões produtoras do meloeiro no estado
49
do Rio Grande do Norte e Ceará, a podridão-da-raiz e/ou do colo causada pelo fungo
50
Fusarium solani é uma doença comum, podendo também, estar associado a outros fungos,
3
51
causando o declínio do meloeiro e reduzindo a produtividade da cultura (SALES JÚNIOR
52
et al., 2007).
53
A complexidade do sistema solo e a variabilidade genética existente no gênero
54
Fusarium, tornam as doenças causadas por esses fungos de difícil controle (MILANESE et
55
al., 2013).
56
No contexto da sustentabilidade, a utilização de medidas de controle biológico e
57
culturais como a incorporação de matéria orgânica e a introdução de antagonista no solo
58
tem se destacado no manejo de doenças radiculares de plantas. Embora um patógeno possa,
59
em alguns casos, ser controlado por uma única medida de controle, a complexidade dos
60
fatores que envolvem o ciclo das relações patógeno-hospedeiro requer o uso de mais de um
61
método para o manejo dessa doença (ZAMBOLIM; VALE, 2000).
62
Dentre as medidas de controle, a literatura tem demonstrado redução do potencial de
63
inóculo de patógenos habitantes do solo pela incorporação de material vegetal de algumas
64
leguminosas, como crotalária (Crotalaria juncea), leucena (Leucaena leucocephala), feijão
65
guandu (Cajanus cajan), amendoim forrageiro (Arachis pintoi) e feijão de porco
66
(Canavalia ensiformis), estes são eficientes no controle da fusariose proporcionando menor
67
incidência de doença quando incorporado ao solo em culturas como tomateiro e meloeiro
68
(CRUZ et al., 2013; DANTAS et al., 2013). A adubação verde proporciona aumento na
69
quantidade de matéria orgânica, melhora a fertilidade do solo e induz a planta a produzir
70
substâncias com ação antagônica aos patógenos habitantes do solo, além de possivelmente
71
promover a escassez de alimento aos patógenos, propiciando aumento das populações
72
antagônicas (ROSSI, 2002; STONE et al., 2004).
73
A combinação de matéria orgânica e agente de controle biológico é uma maneira
4
74
positiva de controlar doenças de plantas (ZHANG et al., 2013). O biocontrole eficaz da
75
fusariose pode ser obtido usando fungos pertencentes ao gênero Trichoderma spp. que são
76
fungos encontrados também no solo (CHEN et al., 2011).
77
O uso do Trichoderma apresenta importância econômica e ambiental, uma vez que
78
este microrganismo é capaz de atuar como agente de controle de fitopatógenos em várias
79
culturas, promovendo o crescimento e induzindo a resistência de plantas a doenças
80
(MOHAMED; HAGGAG, 2006; FORTES et al., 2007). Outra vantagem é que esse
81
microrganismo é atóxico ao homem e animais (MERTZ et al., 2009) e um simbionte
82
avirulento às plantas (HARMAN et al., 2004).
83
Este trabalho teve como objetivo avaliar a incorporação de crotalária (Crotalaria
84
juncea L.) e Trichoderma harzianum ao solo na sobrevivência de Fusarium solani e no
85
desenvolvimento do meloeiro.
86
87
Material e métodos
88
89
O experimento foi conduzido sob condições de estufa agrícola nos meses de setembro
90
a novembro de 2011. As análises foram realizadas nos Laboratórios de Microbiologia e
91
Fitopatologia da Universidade Federal Rural do Semi-Árido (UFERSA), no município de
92
Mossoró, Rio Grande do Norte, Brasil.
93
Os isolados de Fusarium solani e Trichoderma harzianum utilizados no experimento
94
foram oriundos da Micoteca do Laboratório de Microbiologia e Fitopatologia da UFERSA.
95
Estes foram repicados, separadamente, para meio de cultura BDA (batata dextrose ágar).
96
Após cinco dias, F. solani foi transferido para meio líquido de extrato de malte e incubado
5
97
em estufa tipo BOD (biological demand oxigen) a 25 ºC, por 7 dias, sob agitação manual
98
duas vezes ao dia. Após o crescimento, a suspensão foi colocada em uma bandeja de
99
alumínio, acrescentando-se talco inerte na proporção 2:1 (v/p) e deixando-se secar em
100
estufa de circulação forçada de ar a 26ºC por 14 dias (BUENO et al., 2007).
101
Posteriormente, foi feita a maceração do inóculo com um almofariz até a completa
102
homogeneização.
103
O inóculo de Trichoderma harzianum foi produzido obedecendo à mesma
104
metodologia descrita anteriormente para o F. solani, entretanto, o meio líquido utilizado foi
105
o BD (batata dextrose).
106
O substrato para o plantio do meloeiro foi formado pela mistura na proporção 2:1:1
107
de solo arenoso, areia e esterco bovino, autoclavado por uma hora, três vezes em dias
108
consecutivos. O substrato foi acondicionado em vasos de polietileno com capacidade de 2
109
kg, sendo que cada vaso continha 1400 mL do substrato. No solo, das parcelas pré-
110
determinadas no dia da semeadura, foi incorporado F. solani, T. harzianum e C. juncea.
111
Todos na proporção de 1% p/v (peso do inóculo e do material vegetal por volume de solo)
112
(FENILLE; SOUZA, 1999). Foram utilizados folhas e ramos de crotalária triturados em
113
forrageira.
114
Foram confeccionadas bolsas de tecido sintético (náilon), contendo 14 gramas de
115
inóculo de F. solani. Estas foram amarradas, individualmente com linhas de náilon, visando
116
evitar o escape do inóculo, sendo deixada uma ponta da linha na superfície do solo para
117
facilitar a localização e remoção das mesmas. No centro de cada vaso pré-determinado, foi
118
enterrada a 5 cm de profundidade uma bolsa contendo o inóculo do fungo.
6
119
Foi mantido um frasco em laboratório (LAB) contendo o inóculo de F. solani,
120
durante todo o período do experimento, sendo usado como referencial de sobrevivência do
121
patógeno.
122
Foram plantadas 4 sementes de melão amarelo (Cucumis melo L. var. inodorus Naud)
123
híbrido Gold Mine por vaso e, sete dias após a semeadura foi realizado o desbaste,
124
deixando-se duas plantas por vaso, as mais vigorosas.
125
O delineamento experimental foi inteiramente casualizado (DIC) com nove
126
repetições, 8 tratamentos e um vaso por unidade experimental, sendo utilizado o esquema
127
fatorial 2 x 4, (solo infestado e solo não infestado com F. solani) e (solo sem material
128
vegetal e sem T. harzianum; solo com crotalária; solo com T. harzianum; solo com
129
crotalária e T. harzianum). Foram avaliadas as seguintes características:
130
Sobrevivência de Fusarium solani
131
No dia da montagem e aos 53 dias após, foram realizadas as avaliações da
132
sobrevivência do F. solani, por meio do plaqueamento do inóculo em meio de cultura semi-
133
seletivo de Komada (15g peptona; 1g K2HPO4; 0,5g MgSO4.7H2O; 20g Agar; 0,25g
134
clorofenicol; 0,7g PCNB; 1L água destilada). De cada bolsa contendo o inóculo do fungo,
135
foi retirada uma amostra de 1g, a qual foi submetida à diluição seriada (quatro diluições)
136
em água esterilizada antes do plaqueamento. As placas foram mantidas no escuro a 26ºC
137
em estufa tipo BOD, durante quatro dias. Posteriormente foi realizada a contagem das
138
colônias, pelo método direto.
139
Desenvolvimento do meloeiro
140
Para a análise do crescimento do meloeiro foram avaliados o comprimento radicular
141
(cm) com auxilio de uma régua graduada; massa fresca e seca da parte aérea com balança
7
142
analítica. Após a leitura da massa fresca, as plantas foram acondicionadas em sacos de
143
papel, e em seguida, colocadas em estufa de circulação forçada de ar a temperatura de 65
144
ºC, até atingir massa constante. Posteriormente foram pesadas.
145
As análises estatísticas foram realizadas pelo programa– Assistat 7.7 beta para as
146
variáveis onde foi verificada uma significância (p < 0,05) pelo teste F, as médias foram
147
submetidas ao teste Scott-Knott (SILVA; AZEVEDO, 2009).
148
149
Resultados e discussão
150
151
Na sobrevivência do F. solani observou-se que os tratamentos onde incorporou-se
152
crotalária, T. harzianum e crotalária + T. harzianum (Tabela 1 e Figura 1), foram
153
estatisticamente iguais e superiores ao solo sem incorporação, sendo que o tratamento que
154
proporcionou menor número de unidades formadoras de colônias (ufc) do fungo foi
155
crotalária + T. harzianum. A redução no número de ufc observadas nos tratamentos com
156
crotalária e Trichoderma, isoladamente ou em conjunto, podem ser atribuídos ao aumento
157
da atividade microbiana, tendo assim um efeito indireto de supressão da doença
158
(LAZAROVITS, 2001; VAN ELSAS et al., 2002; DANTAS et al., 2013). Também, a
159
incorporação de resíduos específicos de culturas ou de outros materiais orgânicos ao solo
160
pode causar a redução na densidade de inóculo dos patógenos, pois geram compostos
161
químicos que podem agir diretamente ou indiretamente sobre os fitopatógenos (PEREIRA
162
et al., 1996).
163
8
Tabela 1- Efeito da incorporação de crotalária e Trichoderma harzianum ao solo na
sobrevivência de Fusarium solani, Mossoró, Rio Grande do Norte, Brasil, 2011
Table 1- Effect on incorporation of sunn hemp and Trichoderma harzianum to the soil in the
survival of Fusarium solani, Mossoró, Rio Grande do Norte, Brazil, 2011
Tratamentos
UFC
Cond lab. (início exp.)
1,02x106 d
Cond lab. (final exp.)
4,56x105 c
Solo
3,31x104 b
Solo+Crot.
1,58x104 a
Solo+Trich.
1,34x104 a
Solo+Crot.+Trich.
1,25x104 a
CV (%)
26,12
Cond. lab- condições de laboratório no início e final do experimento; Crot.- Crotalária; Trich.- Trichoderma
harzianum; UFC – unidades formadoras de colônias; médias seguidas de mesma letra não diferem entre si pelo
teste de Scott-Knott a 5%.
Cond. Lab- laboratory conditions at the beginning and end of the experiment; Crot.- Sunn hemp; Trich.Trichoderma harzianum; UFC - colony forming units; means followed by the same letter do not differ by the
Scott-Knott test at 5%.
164
9
165
166
Figura 1- Efeito da incorporação de crotalária e Trichoderma harzianum ao solo na sobrevivência de Fusarium
167
solani. Lab= laboratório; S=solo; C=crotalária; T= Trichoderma harzianum.
168
Médias seguidas de mesma letra, maiúscula na coluna, não diferem entre si pelo teste de Scott- Knott a 5%.
169
Figure 1- Effect the incorporation of sunn hemp and Trichoderma harzianum to soil in the survival of Fusarium
170
solani. Lab = Laboratory; S = Soil; C = Sunn hemp; T = Trichoderma harzianum.
171
Means followed by the same letter, uppercase the column, do not differ by the Scott-Knott test at 5%.
172
173
A adição de T. harzianum ao solo pode promover ação antagônica a uma variada
174
gama de patógenos de plantas, principalmente aqueles com estruturas de resistência, como
175
é o caso de F. solani, que apresenta clamidósporos (CHEN et al., 2011). Kim e Knudsen
176
(2013) avaliando a reação do fungo T. harzianum ao F. solani observaram
177
significativa da população do patógeno sendo que o principal mecanismo de atividade
178
antagônica envolvido foi a competição. Dubey et al. (2007) em testes in vitro e in vivo
179
verificaram controle de F. oxysporum f.sp. ciceris microbiolizado com 106 (conídios/mL)
180
de Trichoderma sp. em sementes de ervilha. Diversos trabalhos relatados na literatura,
181
demonstram resultados positivos, envolvendo o uso de Trichoderma no controle de
redução
10
182
patógenos habitantes do solo (DUBEY et al., 2007; CHEN et al., 2011; KIM; KNUDSEN,
183
2013; FENG et al., 2015). Espécies do gênero Trichoderma vêm sendo utilizadas com
184
sucesso no controle de fitopatógenos, por serem capazes de proteger plantas por meio de
185
mecanismos como parasitismo, antibiose, competição por nutrientes e substrato, e indução
186
de resistência (PEDRO et al., 2012). Esse fungo é capaz, inclusive, de inibir ou degradar
187
pectinases e outras enzimas que são essenciais para os fungos, como Botrytis cinerea, que
188
penetrarem nas superfícies de plantas, (ZIMAND et al., 2006).
189
Quanto ao desenvolvimento do meloeiro o peso da massa fresca da parte aérea
190
(MFPA) foi superior no tratamento solo+crotalária, diferindo estatisticamente dos demais,
191
quando o solo foi infestado ou não com F. solani (Tabela 2). Na matéria seca da parte aérea
192
(MSPA) observou-se maior peso no tratamento solo+crotalária, porém só diferiu
193
estatisticamente dos tratamentos onde infestou-se F. solani.. Não houve diferença entre os
194
tratamentos no comprimento do sistema radicular, porém, no solo sem infestação do F.
195
solani e adição de crotalária + Trichoderma houve maior comprimento de raiz do meloeiro
196
quando comparado ao solo não infestado. Estes resultados podem ser correlacionados a
197
possível fixação biológica de N2 pela crotalária que proporciona a incorporação da
198
biomassa lábil com baixa relação C/N, e isso, provavelmente, pode favorecer a
199
mineralização da matéria orgânica nativa do solo, proporcionando maior disponibilidade e
200
absorção de nutrientes e, consequentemente, melhor desenvolvimento do meloeiro.
201
202
203
204
11
Tabela 2- Efeito da incorporação de crotalária e Trichoderma harzianum ao solo no
desenvolvimento do meloeiro. Mossoró, Rio Grande do Norte, Brasil, 2011
Table 2- Effect on incorporation of sunn hemp and Trichoderma harzianum to the soil in the
development of muskmelon. Mossoro, Rio Grande do Norte, Brazil, 2011
MFPA
MSPA
CSR
Tratamentos
SCI
SSI
SCI
SSI
SCI
SSI
Solo
31,91 Aa*
41,72 Aa
3,93 Aa
4,86 Aa
29,62 Aa
29,56 Aa
Solo+Crot.
52,14 Ba
56,85 Ba
5,53 Aa
6,13 Ba
30,08 Aa
34,43 Ab
Solo+Ttrich.
39,66 Aa
45,03 Aa
4,76 Aa
4,38 Aa
29,66 Aa
31,59 Aa
Solo+Crot.+Trich.
38,37 Aa
36,64 Aa
4,93 Aa
4,78 Aa
28,68 Aa
34,26 Ab
40,52
45,06
4,78
5,03
29,51
32,46
Média
CV (%)
3,32
0,33
1,06
Solo - sem incorporação; Crot. - Crotalaria juncea; Trich. – Trichoderma harzianum; SCI - solo com inóculo de
Fusarium solani, SSI - solo sem inóculo de Fusarium solani; MFPA - massa fresca da parte aérea; MSPA - massa
seca da parte aérea CSR - comprimento do sistema radicular; CV- Coeficiente de variação ao nível de 5% de
probabilidade de erro.
*
Médias seguidas de mesmas letras, maiúscula na coluna e minúscula nas linhas, não diferem entre si pelo teste de
Scott Knott ao nível de 5% de probabilidade.
Soil - without incorporation; Crot. - Crotalaria juncea; Trich. - Trichoderma harzianum; SCI - soil with the
inoculum, Fusarium solani SSI - soil without Fusarium solani inoculum; MFPA - fresh weight of shoot; MSPA dry weight of shoot CSR - length of the root system; CV – Coefficient of variation at 5% error probability.
* Means followed by the same letters, uppercase and lowercase column lines, do not differ by the Scott Knott test
at 5% probability.
205
206
12
207
Para Sousa et al. (2000) o substrato com maior nível de matéria orgânica tende a promover
208
melhor acúmulo de massa seca da planta corroborando com os resultados deste trabalho. Feng et
209
al. (2015) avaliando aplicação do Trichoderma SQR-T037 enriquecido com biofertilizante no
210
desenvolvimento do tomateiro, constataram que este microrganismos colonizaram as raízes da
211
planta, estimulando o acúmulo de biomassa, aumentando o crescimento, possivelmente, devido a
212
ativação de nutrientes.
213
Também foi observado que os tratamentos onde não houve infestação do patógeno, ocorreu
214
tendência de melhores médias nas variáveis de desenvolvimento das plantas, comprovando que o
215
patógeno tem influência negativa no desenvolvimento das plantas.
216
É interessante enfatizar que o uso intensivo de agrotóxicos para o controle de doenças de
217
plantas cultivadas, muitas vezes, promove problemas de ordem ambiental, social e econômica.
218
Na agricultura moderna, buscam-se alternativas menos agressivas ao homem e ao meio ambiente
219
e que possam ser utilizadas para promover um adequado manejo de patógenos e,
220
consequentemente, obter melhor produtividade, oferecendo ao consumidor alimentos de alta
221
qualidade e livre de contaminações. Dessa forma, a utilização de adubos verdes na agricultura e a
222
adição de microrganismos bioprotetores mostram-se como uma importante e promissora
223
ferramenta para aplicação prática na agricultura.
224
225
Conclusões
226
A utilização de Crotalaria juncea L. e Trichoderma harzianum juntos reduz o número de
227
unidades formadoras de colônias de Fusarium solani.
228
A incorporação ao solo de Crotalaria juncea L. propicia maior acúmulo de matéria fresca e seca
229
da parte aérea e maior comprimento do sistema radicular do meloeiro.
13
230
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