Growth and symbiosis of plants with arbuscular mycorrhizal fungi in soil submitted to biochar application.

Arbuscular mycorrhizal fungi (AMF), which is intrinsically present or may be introduced in soils by inoculation, is an example of natural and renewable resource to increase plant nutrient uptake. This kind of fungi produces structures (hyphae, arbuscles and sometimes vesicles) inside the plant root cortex. This mutualistic relationship promotes plant gains in terms of water and nutrient absorption (mainly phosphorus). Biochar can benefit plant interaction with AMF, however, it can contain potentially toxic compounds such as heavy metals and organic compounds (e.g. dioxins, furans and polycyclic aromatic hydrocarbons), depending on the feedstock and pyrolysis conditions, which may damage organisms. For these reasons, the present work will approach the impacts of biochar application on soil attributes, AMF-plant symbiosis and its responses in plant growth and phosphorus uptake. Eucalyptus biochar produced at high temperatures increases sorghum growth; symbiosis with AMF; and enhances spore germination. Enhanced plant growth in the presence of high temperature biochar and AMF is a response of root branching stimulated by an additive effect between biochar characteristics and root colonization. Biochar obtained at low temperature reduces AMF spore germination; however it does not affect plant growth and symbiosis in soil.

Estabelecimento de metodologia para análise e quantificação da colonização por fungo micorrízico arbuscular em milho.

2016

Differences between root traits of early- and late-successional trees influence below-ground competition and seedling establishment.

The competitive influence of the root system of the exotic grass Urochloa brizantha and the widespread forb Leonotis nepetifolia on the emergence, survival and early growth of the seedlings of eight tropical heliophilous herbaceous species, six early-successional woody species and five late-successional woody species from Brazil, grown in 3500-cm3 pots and in greenhouse without light restriction were assessed. The density of fine-root systems produced by the forb and the grass in pots were 6.8 cm cm-3 soil and 48.1 cm cm-3 soil, respectively. Seedlings survival of the heliophilous herbaceous, early- and late-successional woody species were 86%, 70% and 100% in presence of the forb root system and 12%, 14% and 100% in competition with grass root system, respectively. The competitive pressure applied by the grass root system on seedling growth of the heliophilous herbaceous, early- and late-successional woody species were 2.4, 1.9 and 1.4 times greater than the forb root system. Total root length of the heliophilous herbaceous, early- and late-successional woody species grown without competitors were 13, 33 and 5 times greater than in competition with forb, and were 66, 54 and 6 times greater than in competition with grass root system, respectively. The averages of fine-root diameter of plants grown without competitors were 209 microm for the heliophilous herbaceous, 281 microm for early-successional trees and 382 microm for late-successional trees. The root system of the forb did not avoid seedling establishment of most plant species, but the grass root system hampered more the establishment of heliophilous herbaceous and early-successional woody species than the seedling establishment of late-successional woody species. The different density of root systems produced in soil by the forb and the grass, and the distinct root traits (e.g. root diameter and root tissue density) of the early- and late-successional plant species can explain the differences in the establishment of seedlings of plant species belonging to different groups of tropical succession when exposed to below-ground competition.

Efeito do fósforo e da micorriza sobre o crescimento e a absorção de nutrientes por mudas de seringueira (Hevea brasiliensis Muell Arg.).

Avaliaram-se os efeitos da micorriza vesicular-arbuscular e das doses de fósforo sobre o crescimento e a absorção de nutrientes em mudas de seringueira, em casa-de-vegetação. Os tratamentos constaram de três doses de fósforo: 0,9; 1,8 e 2,7 g de P2O5/planta, tendo como fonte o superfosfato triplo, e dois tratamentos de inoculação: não-inoculado e inoculado com Gigaspora margarita, ambos em solo não-esterilizado. Os parâmetros analisados foram infecção radicular, altura das plantas, diâmetro do caule, peso da matéria seca da parte aérea, teor foliar e absorção de N, P, K, Ca, Mg, S, B, Fe, Mn e Zn em materiais coletados nove meses após a instalação do experimento. A aplicação da dose de 2,7 g de P2O5/planta favoreceu a infecção radicular e 2,7 g dc P2O5/planta. O fornecimento de B ao solo, na concentração de 1 mg/kg, induziu níveis do toxicidade nas plantas.

Inoculação de bactérias diazotroficas e fungos micorrizico-arbusculares na cultura da mandioca

A versatilidade da mandioca (Manihot esculenta Crantz) em adaptar-se a solos de baixa fertilidade, apesar de possuir alto requerimento de nutrientes, tem sido relacionada à ocorrência de associações com os fungos micorrízico-arbusculares (FMA) e a bactérias diazotróficas. Visando avaliar o efeito da inoculação dos FMA e das bactérias diazotróficas, foi conduzido um experimento com plântulas micropropagadas em vasos de 3,5 litros de volume, com solo arenoso desinfestado como substrato. A inoculação das bactérias diazotróficas não apresentou efeito estimulatório, ao passo que inoculações dos FMA isoladamente e em conjunto com bactéria incrementaram todos os parâmetros de crescimento e nutricionais. A inoculação dos FMA, com a Bactéria E, aumentou a parte aérea e as raízes em até 50% e 105%, respectivamente, em relação à inoculação exclusiva com FMA. Efeitos sinergísticos também foram observados no acúmulo de N da parte aérea e das raízes com aumento de até 88% e 173% e no de fósforo em até 83% e 158%, respectivamente. A co-inoculação da Bactéria E com Glomus clarum também aumentou a colonização micorrízica em 40% e a esporulação em 168%, comparada à inoculação do fungo isolado. Estes efeitos benéficos podem ocorrer tanto pela maior absorção de nutrientes pela planta, como pelo estímulo na colonização dos fungos MA.

Ocorrência de micorrizas arbusculares e da bactéria diazotrofica Acetobacter diazotrophicus em cana-de-açúcar.

Foi avaliada a ocorrência e a distribuição de espécies de fungos micorrízicos arbusculares e A. diazotrophicus em plantios de cana-de-açúcar em diferentes tipos de manejo nos Estados do Rio de Janeiro e Pernambuco. Foram feitas 35 coletas de amostras de solo da rizosfera e de raízes de 14 variedades de cana-de-açúcar para extração de esporos e isolamento da bactéria. O numero de esporos variou de 18 a 2.070/ 100 mL de solo, e os maiores numero e diversidade de espécies foram verificados nos canaviais de Campos, RJ, especialmente naqueles que não adotam a queima de palhico. As espécies predominantes nas três localidades amostradas foram: Acaulospora sp., Scutellospora heterogama, Glomus etunicatum, Glomus occultum e Gigaspora margarita. A. diazotrophicus estava presente nas amostras de raízes colhidas em canaviais de Campos, com exceção de uma coleta de cana-de-açúcar plantada num solo usado como bacia de sedimentação de vinhaça. Não foi possível isolar essa bactéria a partir de esporos desinfestados dos FMAs nativos, apenas dos esporos lavados com agua estéril The occurrence and distribution of species of arbuscular mycorrhizae fungi and Acetobacter diazotrophicus in sugar cane (Saccharum officinarum) grown in different regimes of crop management in the States of Rio de Janeiro and Pernambuco were studied. Thirty five samples of the rhizosphere soil and roots were collected from 14 varieties of sugar cane for the extraction of spores and isolation of the bacterium. The number of spores varied from 18 to 2.070 per 100 mL of soil, and the greatest diversity of fungal species was found in the sugarcane fields of Campos (Rio de Janeiro State), especially in those where the sugarcane trash was not burned at harvest. The predominant species found in the three localities sampled were: Scutellospora heterogama, Glomus etunicatum, Glomus occultum, Glomus macrocarpum, Acaulospora sp. and Gigaspora margarita. A. diazotrophicus was present in almost all samples of root with the exception of one harvest of sugar cane taken from an area used for the sedimentation of vinasse (distillery waste). It was not possible to detect the bacterium from surface sterilised spores of native arbuscular mycorrhizal fungi (AMF), only from washed ones using sterile water.

Ocorrência de bactérias diazotroficas e fungos micorrizicos arbusculares na cultura da mandioca.

Este trabalho teve como objetivo avaliar a ocorrencia, isolar e identificar fungos micorrízicos carbunculares associados a cultura da mandioca (Manihot esculenta). Amostras de solo rizosférico e de varias partes da planta (raízes, tubérculos, manivas e folhas) de locais nos Estados do Rio de Janeiro, São Paulo e Paraná, foram inoculadas nos meios LGI-P, NFb-malato e NFb-GOC, avaliando-se o numero mais provável de células e a atividade de redução de acetileno. Bactérias diazotróficas foram isoladas de todas as partes da planta, com exceção das folhas, sendo identificadas como Klebsiella sp., Azospirillum lipoferum e uma bactéria denominada "E", provavelmente pertencente ao gênero Burkholderia. A bactéria E acumulou de 7,63 mg a 14,84 mg de N/g de C em meio semi-solido, isento de N, e conseguiu manter a capacidade de fixação biológica de N, mesmo apos uma dezena de repicagens consecutivas. A colonização micorrízica variou de 31% a 69%, e a densidade de esporos de 10 a 384 esporos/100 mL de solo, predominando as espécies Entrophospora colombiana e Acaulospora scrobiculata no Rio de Janeiro, A. scrobiculata e Scutellospora heterogama no Paraná e em Piracicaba (São Paulo) e A. appendicula e S. pellucida em Campinas (São Paulo). This study was performed to evaluate the occurrence and to isolate and identify diazotrophic bacteria and arbuscular mycorrhizal fungi associated with the cassava (Manihot esculenta) crop. Samples from rhizosperical soil, roots, tubers, stems and leaves from several localities of the States of Rio de Janeiro, Sao Paulo and Parana, in Brazil, were inoculated in three media specific for diazotrophic associative bacteria, LG1-P, NFb-malate and NFb-GOC, evaluating the most probable number of cells and the acetylene-reducing activity. Diazotrophic bacteria were detected in all plant parts except for the leaves, and were identified as Klebsiella sp., Azospirillum lipoferum and a bacterium called "E", probably belonging to the Burkholderia genus. Bacterium E was able to accumulate, in the N-free semi-solid media, from 7.63 to 14.84 mg of N/g of C and to maintain N fixation capacity after ten consecutive transferences. Mycorrhizal root colonization varied from 31% to 69% and spore density from 10 to 384 spores/100 mL of soil, predominanting the species Entrophospora colombiana and Acaulospora scrobiculata in Rio de Janeiro, A. scrobiculata and Scutellospora heterogama in Parana and in Piracicaba (Sao Paulo), and A. appendicula and S. pellucida in Campinas (Sao Paulo).