população bacteriana em solos sob diferentes sistemas de manejo

I CONGRESSO BRASILEIRO DE MICROBIOLOGIA AGROPECUÁRIA,
AGRÍCOLA E AMBIENTAL (CBMAAA)
09 a 12 de maio de 2016 - Centro de Convenções da UNESP,
Câmpus de Jaboticabal, SP
POPULAÇÃO BACTERIANA EM SOLOS SOB DIFERENTES
SISTEMAS DE MANEJO NA CULTURA DO FEIJÃO
BACTERIAL POPULATION IN SOILS UNDER DISTINCT
MANAGEMENT SYSTEMS WITH COMMON BEAN CULTURE
Bruna Rohrig (1)
Rodrigo Ferraz Ramos (2)
Lisiane Sobucki (3)
Adrik Francis Richter (4)
Juliane Ludwig (5)
Daniel Joner Daroit (6)
Resumo
Os solos são sistemas de alta complexidade biológica, e sua microbiota é reconhecida por
promover transformações bioquímicas, atuar na dinâmica da matéria orgânica e no ciclo dos
nutrientes. Com o objetivo de analisar as diferenças entre populações de micro-organismos
em Latossolo Vermelho conduzido sob plantio convencional e sistema plantio direto não
consolidado, foram coletadas amostras na rizosfera e no rizoplano de plantas de feijoeiro.
Cada amostra foi composta por vinte plantas, coletadas aleatoriamente. No laboratório, 10g de
cada amostra foram acondicionados em Erlenmeyers contendo 90 mL de solução salina
(8,5g.L-1NaCl) estéril e submetidos a agitação (200 rpm) por 20 minutos, realizando-se
diluições decimais em série em solução salina estéril. Após, um mL de cada diluição foi
plaqueada por espalhamento, em quadruplicata, em placas de Petri contendo Ágar Padrão
Contagem (PCA). Após incubação a 25°C por 72 horas. Placas contendo entre 20 e 200
colônias bacterianas foram utilizadas para contagem do número de bactérias cultiváveis,
sendo os resultados expressos em unidades formadoras de colônia (UFC.g-1) por grama de
solo úmido ou raiz. Colônias com aspectos morfológicos distintos foram utilizadas como
indicativo da diversidade bacteriana. Sob plantio convencional, no solo rizosférico, observouse média de 6,55±0,46 x 105 UFC.g-1 solo úmido, e no conjunto rizoplano/endofítico
observou-se média de 1,90±0,56 x 105 UFC.g-1 raiz, com 25 e 33 tipos morfológicos
diferentes respectivamente. No sistema plantio direto não consolidado, o número médio de
bactérias cultiváveis da rizosfera foi de 6,37 ± 0,58 x 105 UFC.g-1 de solo úmido, no conjunto
rizoplano/endofítico média de 2,02± 0,07 x 105 UFC.g-1 raiz sendo 22 e 36 tipos morfológicos
distintos, respectivamente.
Palavras-chave: Diversidade microbiana. Unidades Formadora de Colônias. Feijoeiro.
1
Graduanda em Agronomia pela Universidade Federal da Fronteira Sul campus Cerro Largo. Endereço eletrônico: [email protected].
Graduando em Agronomia pela Universidade Federal da Fronteira Sul campus Cerro Largo. Endereço eletrônico:
[email protected].
3
Graduanda em Agronomia pela Universidade Federal da Fronteira Sul campus Cerro Largo. Endereço eletrônico:
[email protected].
4
Graduado em Agronomia pela Universidade Federal da Fronteira Sul campus Cerro Largo. Endereço eletrônico:
[email protected].
5
Docente da Universidade Federal da Fronteira Sul campus Cerro Largo. Endereço Eletrônico: [email protected].
6
Docente da Universidade Federal da Fronteira Sul campus Cerro Largo. Endereço Eletrônico: [email protected].
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Abstract
The soils are highly complex biological systems, and its microbiota is recognized for
promoting biochemical transformations, work in organic matter dynamics and nutrient
cycling. In order to analyze the differences between populations of microorganisms in Rhodic
conducted under conventional tillage and no-tillage unconsolidated samples were collected in
the rhizosphere and rhizoplane bean plants. Each sample consisted of twenty plants collected
randomly. In the laboratory, 10 g of each sample were placed in Erlenmeyer flasks containing
90 mL of saline (8,5g.L-1 NaCl) sterile and subjected to shaking (200 rpm) for 20 minutes,
performing decimal dilution series in sterile saline. Then, one mL of each dilution was plated
by spreading, in quadruplicate, in Petri dishes containing Agar Standard Count (ASC). After
incubation at 25 °C for 72 hours. Plates containing between 20 and 200 bacterial colonies
were used to count the number of culturable bacteria and the results expressed as colony
forming units (UFC.g-1) per gram of wet or root soil. Colonies with different morphology
were used as indicative of bacterial diversity. Under conventional tillage, the rhizosphere,
there was an average of 6.55 ± 0,46 x 105 UFC.g-1 wet soil, and set rhizoplane / endophytic
there was an average of 1.90 ± 0,56 x 105UFC.g-1 root 25 and 33 different morphological
types respectively. In planting unconsolidated direct system, the average number of culturable
bacteria from the rhizosphere was 6.37 ± 0,58 x 105 UFC.g-1 wet soil, rhizoplane set /
endophytic average of 2.02 ± 0,07 x 105 UFC.g-1 root being 22 and 36 distinct morphological
types, respectively.
Keywords: Microbiologycal diversity. Colony Forming Units. Beans.
1 Introdução
O Rio Grande do Sul ocupa cerca de 281.750 km2 do território nacional, apresentando
clima subtropical e ampla diversidade de vegetações e de relevo, desde a presença de
planícies litorâneas, planaltos e depressões, a manifestações de campos, florestas tropicais e
matas de araucária. Essa grande diversidade manifesta-se também nos tipos de solos, que são
consequência da complexidade da formação geológica e da ação climática existente. A grande
variabilidade de solos favorece o cultivo de diversas culturas. Segundo dados do IBGE
(2010), o Rio Grande do Sul produz uma gama de produtos, como feijão, arroz, mandioca,
soja, frutíferas, aveia, batata doce, cana de açúcar, girassol, milho, onde essas são produzidas
conforme a condição de solo e clima presente em cada região do Estado.
Essas culturas são produzidas basicamente em dois sistemas distintos, o convencional,
com preparo do solo e revolvimento utilizando-se de máquinas pesadas, adubação química e
uso de agroquímicos para controle de doenças, plantas daninhas e insetos; e o plantio direto,
onde se preconiza a presença de palhada sobre o solo.
O solo é um ecossistema representado por muitos micro-organismos, como fungos,
bactérias, algas e protozoários, que desempenham papéis importantes. Dentro disso, pode-se
destacar a importância das bactérias, que representam a maior parte da população microbiana
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no solo, tanto em quantidade como em diversidade. Muitas delas são responsáveis por
funções essenciais, entendidas como serviços fundamentais prestados pelo solo, como na
manutenção dos ciclos dos elementos, além de participação em quesitos de fertilidade
química, física e biológica dos solos (SIQUEIRA E MOREIRA, 2006).
As potencialidades das bactérias são estendidas ao seu uso como nematicidas
(MACHADO et al. 2012), no controle microbiano de insetos (BUENO et al.,) e de fungos
como Colletotrichum acutatum (KUPPER et al. 2003), podendo assim apresentar-se como
potencial controladora biológica de doenças (FERREIRA, 2010).
Além de micro-organismos de vida livre, diversas bactérias e fungos podem se
desenvolver como endofíticos, ou seja, estes representantes da microbiota, durante parte ou
todo o seu ciclo de vida, são capazes de invadir tecidos de plantas vivas através de infecções
não aparentes, sem causar sintomas (SIQUEIRA E MOREIRA, 2006).
Considerando sua importância, faz-se necessário conhecer o perfil das populações
microbianas presentes no solo, por sua grande variação devido a fatores como tipo de solo,
condições de umidade, temperatura, condições de cultivos e de uso do solo, entre outras. A
diversidade microbiana, ampla e ainda pouco conhecida, pode expressar inúmeras
potencialidades. Nesse sentido, o presente trabalho propõe analisar as diferenças entre
populações de micro-organismos em solos com plantio convencional e direto não
consolidado, ambos da cultura do feijão, realizados em Latossolo Vermelho.
2 Material e Métodos
O experimento foi conduzido nos laboratórios de Fitossanidade e de Microbiologia da
Universidade Federal da Fronteira Sul, Campus Cerro Largo - Rio Grande Sul. Segundo
classificação de Köppen, o estado apresenta clima Cfa, o qual caracteriza-se por ocorrer
períodos chuvosos em todos os meses do ano, e apresentar temperaturas superiores a 22ºC nos
meses mais quentes, e superiores a 3ºC nos meses mais frios. O solo da área experimental da
Universidade é do tipo Latossolo Vermelho.
Foram selecionados diferentes pontos, no mesmo local, cuja cultura implantada era o
feijão conduzido em pós-colheita do trigo, sob cultivo convencional e sistema plantio direto
não consolidado. As amostras de solo foram coletadas 20 dias após a semeadura e as de
raízes, 30 dias após a semeadura.
Realizou-se coleta de solo rizosférico de 20 plantas aleatórias, a 10 centímetros de
profundidade, com a utilização de espátulas esterilizadas para remoção das plantas. As
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amostras foram acondicionadas em sacos de papel esterilizados, identificadas e conduzidas ao
laboratório.
Para a coleta das raízes, o procedimento para escolha das plantas foi o mesmo descrito
anteriormente e as amostras, também retiradas a 10 centímetros de profundidade, foram
acondicionadas em sacos de papel esterilizados, identificadas e conduzidas ao laboratório.
Para o solo rizosférico (SR), adotou-se metodologia adaptada por Buyer (1995) e
Fischer et al. (2007), onde 10 g de solo firmemente aderidos às raízes foram depositados em
ambiente asséptico em frascos Erlenmeyer contendo 90 mL de solução salina (8,5 g/L NaCl)
estéril. As amostras de raízes foram destoradas, breve e levemente enxaguadas com água
destilada estéril, sendo posteriormente pesados 10g que foram maceradas e posteriormente
adicionadas a 90 mL de solução salina estéril. Adotou-se a metodologia de maceração de
raízes para conseguir isolar bactérias presentes no rizoplano e bactérias endofíticas. Para as
raízes maceradas adotamos a denominação de conjunto rizoplano + endófito (RE).
Os Erlenmeyers foram submetidos à agitação orbital a 200 rpm durante 20 min, sob
temperatura ambiente. Em seguida, foram realizadas diluições decimais em solução salina
estéril, onde 1 mL de cada uma das diluições plantadas por espalhamento, com auxílio de alça
de Drigalski, em quadruplicatas, em placas de Petri contendo meio Ágar Padrão para
Contagem (PCA). Após inoculação, as placas foram incubadas a 25 °C por 72 h.
Passado o período de incubação, foram realizadas observações das placas e naquelas
onde foi visualizada a presença de 20 a 200 colônias bacterianas, essas foram contadas a fim
de determinar o número de Unidades Formadoras de Colônias (UFC). Posteriormente foram
repicadas para placas de Petri, individualmente, e identificados quanto ao brilho, tamanho,
formato e bordos, passando a fazer parte da coleção do Laboratório de Manejo Integrado de
Doenças da Universidade Federal da Fronteira Sul, onde passaram a receber o código
LABMID-UFFS e um número sequencial.
3 Resultados e Discussão
Para o sistema de plantio direto não consolidado, o solo rizosférico apresentou média
de 6,37 ± 0,58 × 105 UFC.g-1 de solo úmido, enquanto que em sistema de plantio
convencional observou-se média de 6,55 ± 0,46 x 105 UFC.g-1 solo úmido. Esses resultados
demonstram uma tendência do solo rizosférico da cultura do feijão em sistema de plantio
direto possuir uma menor população bacteriana que o solo rizosférico da mesma cultura em
sistema de plantio convencional. Entretanto, estatisticamente, essas diferenças não foram
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significativas. A tendência de um número superior de UFC no sistema convencional pode ser
justificada devido à maior atividade microbiana em consequência da matéria orgânica
incorporada ao solo, além de o sistema de plantio direto ainda não ser consolidado na área
onde foram realizadas coletas.
Em sistema de plantio direto consolidado, na cultura do milho (Zea mays) em
Latossolo Vermelho, Ramos et al. (2015) obtiveram contagem média de bactérias da ordem
de 1,84 ± 0,14 × 107 UFC.g-1 de solo seco para o solo rizosférico, e 31 tipos bacterianos
morfologicamente diferentes.
No sistema de plantio direto não consolidado, a contagem média de bactérias no
conjunto RE foi de 2,02 ± 0,07 × 105 UFC.g-1 raiz, enquanto que no sistema de plantio
convencional observou-se média de 1,90 ± 0,56 × 105 UFC.g-1 raiz. Esses resultados
demonstram uma tendência de maior população bacteriana no conjunto RE em sistema de
plantio direto do no conjunto RE da cultura do feijão em sistema de plantio convencional,
porém, sem haver diferença significativa entre os resultados. Siqueira e Moreira (2006)
afirmam que a colonização de tecido vegetal por endófitos é principalmente intercelular,
podendo alcançar números elevados, como até 107 UFC.g-1 de tecido fresco.
As colônias que apresentaram aspectos morfológicos distintos, como dimensões,
coloração, forma, elevação e margem, foram utilizadas como indicativo da diversidade
bacteriana heterotrófica cultivável. No sistema de plantio direto não consolidado, observou-se
22 tipos morfológicos diferentes para o solo rizosférico onde destes, 18 foram de colorações
de tons brancos variados, duas transparentes e duas de tons amarelados. Para as raízes
maceradas, observou-se 36 tipos morfológicos diferentes, sendo oito de coloração de tons
amarelados, 18 de colorações variadas de branco, cinco transparentes, uma de coloração
amarelo fluorescente, uma de coloração bege, duas filamentosas de coloração variada de
branco, e uma de coloração laranja. No solo sob plantio convencional, observou-se 25 tipos
morfológicos diferentes para o solo rizosférico, sendo duas de coloração cinza transparente,
três amarelas, uma marrom transparente, duas transparentes, uma de coloração azul
arroxeado, 15 de tons variados de branco, e uma filamentosa, e 33 tipos morfologicamente
diferentes para as raízes maceradas, onde três apresentaram coloração transparente, 12
colorações variadas de amarelo, 17 de tons brancos, e uma de coloração cinza.
Os resultados demonstraram uma tendência do solo rizosférico da cultura do feijoeiro
em solo sob plantio convencional apresentar um número superior de colônias de bactérias
heterotróficas cultiváveis, apresentando 25 colônias morfologicamente distintas, em relação
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ao solo rizosférico em sistema de plantio direto não consolidado, que apresentou 22 colônias
morfologicamente distintas.
Inversamente, ao conjunto rizoplano/endofitícas da cultura do feijão em sistema de
plantio
direto
não
consolidado
apresentaram
um
número
superior
de
colônias
morfologicamente distintas, em um total de 36 colônias, em comparação com as raízes
maceradas da mesma cultura em plantio convencional, que apresentou 33 tipos morfológicos
diferentes. Esses resultados demostram também um maior número de colônias
morfologicamente distintas no conjunto rizoplano/endofitícas se comparadas com o solo
rizosférico em ambos os sistemas de cultivo.
Oliveira et al., (2012) estudou a influência de adubação e manejo de adubo verde nos
atributos biológicos de solo cultivados com alface em sistema de cultivo orgânico, observou
que na primeira avaliação, onde ocorreu o manejo com mucuna verificou média de 51,5 x 102
UFC.g-1 de solo, já na segunda avaliação, quando se deu a distribuição de adubo orgânico, no
manejo em que foi incorporado o material vegetativo e levantamento de canteiros, verificouse médias de 97 x 102 UFC.g-1 de solo, e no manejo em que foi feita apenas a roçada da
mucuna, verificou-se médias de 193,66 x 102 UFC.g-1 de solo.
Em estudo conduzido em Caxias do Sul, RS, RECH et al., (2013) observaram maiores
médias de UFC para vinhedos cultivados de maneira agroecológica, seguida pelo manejo
convencional e área de vegetação nativa, apresentando médias de 12,1 x 105 ; 7,7 x 105 e 2,3 x
105 UFC.g-1 de solo respectivamente.
Os isolados bacterianos obtidos dos diferentes sistemas serão avaliados de acordo com
o seu potencial biocida em fungos causadores de doenças na cultura do feijão.
4 Conclusões
O tipo de sistema de cultivo utilizado, convencional ou direto, bem como o nicho para
sua determinação (rizosfera ou rizoplano), influencia no número e diversidade morfológica de
isolados bacterianos, na cultura do feijoeiro, em um Latossolo Vermelho localizado na região
Noroeste do Rio Grande do Sul.
Referências
BUENO, A. H. P.; JUNIOR J. C. L.; JUNIOR, A. M.; SILVEIRA, L. C. P. da. Controle
biológico e manejo de pragas na agricultura sustentável. Departamento de Entomologia,
Universidade Federal de Lavras;
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BUYER, J. S. A Soil and Rhizosphere Microorganism Isolation and Enumeration Medium
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1995.
FERREIRA, A. Interações entre bactérias endofíticas e do rizoplano com fungos
causadores da murcha e cancro de Eucalyptus. Tese de Doutorado em Ciências. Escola
Superior de Agricultura “Luiz de Queiroz”. Priracicaba, São Paula, 2010;
KUPPER, K. C.; FERNANDES, N. G.; GOES, A. de. Controle Biológico de Colletotrichum
acutatum, Agente Causal da Queda Prematura dos Frutos Cítricos. Fitopatologia
brasileira, p. 251-257, maio – junho, 2003;
MACHADO, V. BERLITZ, D. L. MATSUMURA, A. T. S. SANTIN, R. de C. A.;
GUIMARÃES, A.; SILVA, M. E. da; FIUZA, L. M., Bactérias como agentes de controle
biológico de fitonematóides. Oecologia Australis, p.165-182, 2012;
Produção Agrícola Municipal, Culturas Temporárias e Permanentes. IBGE Instituto
Brasileiro de Geografia e Estatística. Rio de Janeito, v. 37, p. 1-91, 2010;
MELLONI, R.; FERREIRA, E. G.; TRANNIN, I. C. B.; SANTOS, D. R. dos; MOREIRA, F.
M. S.; SIQUEIRA, J. O. Características biológicas de solos sob mata ciliar e Campo
cerrado no sul de minas gerais. Ciênc. agrotec., Lavras, v.25, n.1, p.7-13, jan./fev., 2001;
MOREIRA, F. M. S.; SIQUEIRA, J. O. Microbiologia e bioquímica do solo. 2006. Lavras,
Minas Gerais, Editora UFLA. p. 431-432;
OLIVEIRA, L. C. de; STANGERLIN, J. R.; LANA, M. do C.; SIMON, D. N.;
ZIMMERMANN, A. Influência de adubações e manejo de adubo verde nos atributos
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Arq. Inst. Biol., São Paulo, v.79, n.4, p.557-565, out./dez., 2012
RAMOS, R. F.; SOBUCKI, L.; DAROIT, D J. Contagem de bactérias heterotróficas em um
latossolo vermelho cultivado com milho. In: Anais V Seminário de Ensino, Pesquisa e
Extensão. Vol. 5, 2015
RECH, M.; PANSERA, M. R.; SARTORI, V. C.; RIBEIRO, R. T. da S. Microbiota do solo
em vinhedos agroecológico e convencional e sob vegetação Nativa em Caxias do Sul, RS.
Rev. Bras. de Agroecologia. Vol.8, p.141-151, 2013
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