Viabilidade da inoculação de soja com estirpes de Bradyrhizobium em solo inundado

A soja pode ser considerada uma alternativa viável para cultivo em solos hidromórficos. O sucesso da cultura, porém, depende do funcionamento do processo de fixação biológica do N2. Sabe-se que a fixação biológica de N2 é, geralmente, prejudicada pela inundação do solo, dependendo do genótipo do macrossimbionte. Não se conhece, no entanto, o comportamento, em solo inundado, das diferentes estirpes de Bradyrhizobium elkanii e Bradyrhizobium japonicum recomendadas para a soja. O presente trabalho teve como objetivo avaliar a eficiência das estirpes recomendadas para a cultura da soja, em solo submetido à inundação, em comparação com a adubação nitrogenada. O experimento em casa de vegetação foi realizado em vasos com solo, nos quais se fez a semeadura de soja da variedade CEP 20. Os tratamentos consistiram na aplicação de dois níveis de umidade ao solo - 100 % da capacidade de campo e inundado com cerca de 1 cm de lâmina de água - e de duas formas de fornecimento de N - inoculação com as estirpes de rizóbio SEMIA 587, SEMIA 5019, SEMIA 5079 ou SEMIA 5080 e aplicação de 100 mg kg-1 de N mineral. A inundação do solo foi aplicada 14 dias após a emergência, tendo sido mantida por 30 dias. Foram avaliados o número de nódulos, a massa seca de nódulos e da parte aérea das plantas de soja, aos 46 e aos 75 dias da emergência. A quantidade de N na parte aérea foi avaliada aos 75 dias da emergência. Nas duas avaliações, o número e a massa de nódulos foram reduzidos com a inundação do solo. Não houve diferenças na massa seca da parte aérea das plantas inoculadas com as estirpes, as quais apresentaram rendimentos inferiores aos do tratamento com adubação nitrogenada. Na segunda avaliação, porém, o tratamento com adubação nitrogenada apresentou menor rendimento de massa seca no solo que havia sido inundado, em comparação com o mesmo tratamento em capacidade de campo. A quantidade de N acumulada na parte aérea também foi reduzida no solo submetido à inundação. A partir dos resultados obtidos, pôde-se concluir que a inundação do solo prejudicou o processo de fixação biológica de N2 em plantas de soja. Todavia, após a remoção do excesso de umidade, houve recuperação da nodulação e da fixação biológica de N2 em soja inoculada com Bradyrhizobium. As plantas adubadas com fertilizante nitrogenado mineral também foram influenciadas pela inundação.

Eficiência e competitividade de variantes espontâneos isolados de estirpes de Bradyrhizobium spp recomendadas para a cultura da soja (Glycine max)

O cultivo sucessivo de soja inoculada numa mesma área proporcionou a adaptação de uma população de rizóbios, que podem não ser tão eficientes quanto à capacidade de fixação de N2, mas apresentam alta competitividade, dificultando a introdução de novas estirpes mais eficientes. Com a finalidade de avaliar o desempenho simbiótico (eficiência e competitividade) de variantes espontâneos isolados de estirpes de B. japonicum (SEMIA 5079 e SEMIA 5080) e B. elkanii (SEMIA 587 e SEMIA 5019), realizou-se um experimento em casa de vegetação onde os variantes foram inoculados isoladamente e em diferentes combinações entre os variantes e uma estirpe comprovadamente mais competitiva (SEMIA 587 ou SEMIA 5019) a partir da adição de inóculos mistos (1/1; v/v) no cultivar de soja BR-16. Por meio da avaliação das variáveis analisadas (nodulação, produção de matéria de seca da parte aérea, N total acumulado na parte aérea e ocupação nodular), foi possível constatar que o determinante da maior eficiência em tratamentos co-inoculados não foi a ocupação nodular de determinada estirpe ou variante presente no inóculo, mas, sim, o tipo de interação (sinérgica ou antagônica) predominante no tratamento co-inoculado e que é possível selecionar variantes eficientes e competitivos para a cultura da soja a partir de estirpes parentais que já apresentam características desejáveis para utilização em inoculantes comerciais.

Avaliação de populações de possíveis rizobactérias em solos sob espécies florestais

Embora estudos recentes relatem a utilização de RCPC (Rizobactérias Promotoras de Crescimento de Plantas) no Brasil, raríssimos trabalhos avaliam a presença natural dessas espécies bacterianas no solo. O objetivo deste trabalho foi avaliar a ocorrência de RPCP em duas amostras de solo sob diferentes tipos de manejo, através da construção e do seqüenciamento de bibliotecas de DNA metagenômico. Utilizaram-se oligonucleotídeos específicos para amplificação da região hipervariável do espaço intergênico dos genes ribossomais 16S-23S de DNA extraído de diferentes solos, sob Eucalyptus sp. e sob mata. Os fragmentos obtidos foram inseridos em vetor e clonados. As bibliotecas geraram 495 clones, que foram seqüenciados e identificados através de comparações realizadas pelo software Blast. O solo sob Eucalyptus sp. apresentou maior número de RPCP do que sob mata. Os filos Actinobacteria e Proteobacteria eram maiores no solo sob Eucalyptus sp., estando o filo Firmicutes ausente no solo sob mata. Somente oito espécies diferentes de RPCP foram detectadas: Bacillus subtilis, Bacillus megaterium, Bradyrhizobium japonicum, Bradyrhizobium elkanii, Bradyrhizobium sp., Frankia sp., Pseudomonas fluorescens e Pseudomonas gladioli. O trabalho forneceu valiosos dados sobre a presença de RPCP em solos com espécies florestais e sua possível utilização em reflorestamentos, assim como para o melhor conhecimento desses microrganismos nos solos do Brasil.

Especificidade hospedeira de variantes Bradyrhizobium spp em soja (cvs peking e clark), caupi e guandu

A expansão da cultura da soja evidenciou uma alta especificidade hospedeira, requerendo a pesquisa de novas estirpes que apresentassem capacidade de nodular a soja e bom potencial de competição com a população de rizóbios naturalizada nos solos. O objetivo deste trabalho foi avaliar a especificidade hospedeira de variantes isolados de estirpes de Bradyrhizobium spp quanto à nodulação e eficiência relativa de fixação de N2 atmosférico em soja (cvs peking e clark), caupi e guandu. O experimento foi realizado sob condições controladas em câmara de crescimento por meio de testes de variantes de B. japonicum e B. elkanii e suas respectivas estirpes originais quanto à habilidade de nodular soja, caupi e guandu. A colheita foi realizada aos 35 dias, sendo avaliada a nodulação (número, peso dos nódulos secos), produção de matéria seca na parte aérea, eficiência relativa de fixação de N2 atmosférico. Os variantes e estirpes de Bradyrhizobium spp nodularam Glycine max (cultivares BR-16, Clark e Peking), Vigna unguiculata e Cajanus cajan, contudo, apenas para Glycine max a interação rizóbio-leguminosa demonstrou eficiência simbiótica significativa.

Influence of fungicide seed treatment on soybean nodulation and grain yield

Biological N2 fixation is a major factor contributing to the increased competitiveness of Brazilian soybeans on the international market. However, the contribution of this process may be limited by adverse conditions to symbiotic bacteria, such as fungicide seed treatments. This study aimed to evaluate the effects of the fungicides carbendazim + thiram and carboxin + thiram on soybean nodulation, plant growth and grain yield. Two field experiments were carried out in the Cerrado region of the State of Roraima, in a soil with a low organic matter content and no soybean bradyrhizobia. In 2005, seeds were treated with fungicide carbendazim + thiram and commercial inoculants containing the Bradyrhizobium elkanii strains SEMIA 5019 and SEMIA 587 and B. japonicum strains SEMIA 5079 and SEMIA 5080. In 2006, soybean seeds were treated with the fungicides carbendazim + thiram or carboxin + thiram and inoculated separately with each one of the four strains. The plants were evaluated for number of nodules and dry weight, shoot dry weight and total N accumulated in shoots 35 days after plant emergence, while grain yield and N grain content were determined at harvest. Both fungicides reduced soybean nodulation, especially in the presence of B. elkanii strains. The fungicide carbendazim + thiram reduced nodulation by about 50 % and grain yield by more than 20 % (about 700 kg ha-1), in the treatment inoculated with of strain SEMIA 587.

Symbiotic capability of calopo rhizobia from an agrisoil with different crops in Pernambuco

Biological nitrogen fixation by rhizobium-legume symbiosis represents one of the most important nitrogen sources for plants and depends strongly on the symbiotic efficiency of the rhizobium strain. This study evaluated the symbiotic capacity of rhizobial isolates from calopo (CALOPOGONIUM MUCUNOIDES) taken from an agrisoil under BRACHIARIA DECUMBENS pasture, sabiá (MIMOSA CAESALPINIIFOLIA) plantations and Atlantic Forest areas of the Dry Forest Zone of Pernambuco. A total of 1,575 isolates were obtained from 398 groups. A single random isolate of each group was authenticated, in randomized blocks with two replications. Each plant was inoculated with 1 mL of a bacterial broth, containing an estimated population of 10(8) rhizobial cells mL-1. Forty-five days after inoculation, the plants were harvested, separated into shoots, roots and nodules, oven-dried to constant mass, and weighed. Next, the symbiotic capability was tested with 1.5 kg of an autoclaved sand:vermiculite (1:1) mixture in polyethylene bags. The treatments consisted of 122 authenticated isolates, selected based on the shoot dry matter, five uninoculated controls (treated with 0, 50, 100, 150, or 200 kg ha-1 N) and a control inoculated with SEMIA 6152 (=BR1602), a strain of BRADYRHIZOBIUM JAPONICUM The test was performed as described above. The shoot dry matter of the plants inoculated with the most effective isolates did not differ from that of plants treated with 150 kg ha-1 N. Shoot dry matter was positively correlated with all other variables. The proportion of effective isolates was highest among isolates from SABIÁ forests. There was great variation in nodule dry weight, as well as in N contents and total N.

Effect of soil interacting herbicides on soybean nodulation in Balcarce, Argentina

Two trials were performed in Balcarce, Argentina (37° 45' LS; 58° 18' LW) during 1993-94, to assess the effect of eight herbicides applied individually or in tank mixtures, on nodule number, nodule dry weight, seed yield and N percent in seed in soybean Asgrow 3205, inoculated with Bradyrhizobium japonicum CB 1809. Individual herbicides and doses in kg ha-1 of a.i. were metribuzin (0.48), acetochlor (0.90), metolachlor (1), flumioxazin (0.075), trifluralin (0.96), imazaquin (0.20), imazethapyr (0.10) and chlorimuron ethyl (0.0125). The mixtures were metribuzin+acetochlor (0.48+0.9), flumioxazin+acetochlor (0.075+0.9), imazaquin+acetochlor (0.2+0.9), metribuzin+metolachlor (0.48+1.92), and flumioxazin+ metolachlor (0.075+1.92). A control treatment without herbicides was included. Both trials were laid out as randomized complete blocks with four replicates, on a loam illitic thermic petrocalcic Paleudoll, 5.7% organic matter (OM), 25% clay, 30.4 cmol kg-1 CEC. Nodules were sampled at V2 (second node), V6 (sixth node) and R5 (beginning seed) growth stages. Herbicides did not significantly affect the beginning of nodulation or nodule number and mass at R5, not either grain yield or N accumulation. This indicates lack of interference between soil interacting herbicides and N fixation in the high organic matter, loam soils of SE Buenos Aires province, even though a tendency in less number and dry weight of nodules was evident at the two latter growth stages.

Nodulação e fixação do dinitrogênio em soja tratada com sulfentrazone

Em condições de casa de vegetação, avaliou-se o efeito de doses (0, 36, 72, 108 e 144 µg m-2 de i.a.) do herbicida sulfentrazone na nodulação da soja (Glycine max (L.) Merrill cv. BR16) infectada com Bradyrhizobium japonicum estirpe SEMIA 5079, e na fixação de dinitrogênio, estimada pelos teores de ureídeos no exsudato do xilema. Foram quantificados, também, os teores de aminoácidos e nitrato no exsudato do xilema. O número e a matéria seca dos nódulos, as concentrações de aminoácidos, nitrato e ureídeos decresceram com o incremento na dose de sulfentrazone, tanto no estádio R3 quanto no R5 de desenvolvimento da soja.

Efeitos do glifosato sobre microrganismos simbiotróficos de soja, em meio de cultura e casa de vegetação

Os efeitos do herbicida Roundup, formulado à base de glifosato, foram avaliados sobre três estirpes de Bradyrhizobium elkanii (BR 29, INPA 80A e INPA 553A), e uma de B. japonicum (BR 86), e sobre três espécies de fungos micorrízicos arbusculares (FMA) (Gigaspora margarita, Glomus etunicatum e Scutellospora heterogama), em meios de cultivo com concentrações crescentes do herbicida (0 a 454 µmol L-1); foram também avaliados os efeitos sobre a nodulação e micorrização da soja, em casa de vegetação, em solo que recebeu, antes da semeadura, doses do herbicida equivalentes a 1,25 até 10 L ha-1. O Roundup mostrou-se inibitório ao crescimento de Bradyrhizobium spp. e aos fungos em meio de cultura, e esse efeito foi crescente com o aumento das concentrações aplicadas, tendo variado em razão das espécies ou estirpes avaliadas. No entanto, a inibição in vitro só ocorreu em concentrações muito superiores à dose recomendada para aplicações no campo. As estirpes BR 29, INPA 553A e INPA 80A mostraram-se mais tolerantes ao glifosato, em relação à estirpe BR 86. O efeito do herbicida sobre a germinação e o crescimento dos tubos germinativos dos esporos dos FMA foi diferenciado, tendo sido observada inibição decrescente de G. etunicatum para S. heterogama e G. margarita. A aplicação do herbicida ao solo, antes da semeadura, até a dose equivalente a 10 L ha-1 não influenciou na nodulação e na colonização micorrízica da soja.

Amplification of 16S rRNA gene sequences to differentiate two highly related bradyrhizobia species

A 16S rRNA gene PCR-based assay was developed aiming at a fast molecular diagnostic method to differentiate the two phylogenetically closely related species Bradyrhizobium japonicum and B. elkanii, isolated from soybean nodules, in order to identify those more competitive and comprising greater nitrogen fixation ability for use in the formulation of commercial inoculants. The assay used was able to discriminate ten reference strains belonging to these two Bradyrhizobium species, as well as to efficiently identify 37 strains isolated from fields cultivated with soybean.

Adubação nitrogenada suplementar tardia em soja cultivada em latossolos do Cerrado

O objetivo deste trabalho foi avaliar se a adubação nitrogenada, nos estádios de pré-florescimento (R1) e início do enchimento de grãos (R5), interfere na produtividade e na nodulação da soja. O estudo foi realizado por sete anos, em Latossolo Vermelho-Amarelo argiloso e, por quatro anos, em Latossolo Vermelho argiloso, ambos com populações estabelecidas de Bradyrhizobium. Foram conduzidos 15 ensaios, em plantio direto ou convencional, com os seguintes tratamentos: inoculação-padrão (IP) com B. japonicum; IP + 200 kg ha-1 de N (uréia) parcelados em 50% na semeadura e 50% em R1; IP + 50 kg ha-1 de N (nitrato de amônio) em R1; IP + 50 kg ha-1 de N (sulfato de amônio) em R1; IP + 50 kg ha-1 de N (nitrato de amônio) em R5; e IP + 50 kg ha-1 de N (sulfato de amônio) em R5. A aplicação de 200 kg ha-1 de N prejudicou a nodulação. Em apenas dois ensaios, houve resposta à aplicação de N, no entanto, sem retorno econômico ao produtor. A adubação nitrogenada tardia, no cultivo da soja com inoculação, em latossolos do Cerrado, não se justifica economicamente, em nenhum dos sistemas de cultivo avaliados, independentemente da fonte de N utilizada.

Polymers as carriers for rhizobial inoculant formulations

The aim of this work was to evaluate the efficiency of carboxymethyl cellulose (CMC) and starch blends as carrier materials of rhizobial inoculants regarding their capacity to maintain viable cells and promote cowpea (Vigna unguiculata) nodulation. The experimental design adopted was completely randomized, with three replicates. Forty different compositions of carboxymethyl cellulose (CMC) with starch, compatibilized or not with different proportions of MgO or ZnO, were evaluated regarding their ability of maintaining rhizobial viable cells during the storage period of one month at room temperature, in an initial screening. Thereafter, selected inoculant carrier blends were evaluated regarding their ability to maintain viable rhizobial cells for a period of 165 days, and their performance as inoculant carriers was compared to a peat-based inoculant carrier under greenhouse conditions. Rhizobial cells were better maintained in blends containing 50-60% CMC. Compatibilizing agents did not increase survival of rhizobial cells for 30 days of storage. The cowpea nodulation of polymer blends was statistically the same of peat-based inoculants. CMC/starch polymer blends are efficient carriers to rhizobial inoculants for up to 165 days of storage, when compatibilized with MgO (1%).

Lodo de esgoto em atributos biológicos do solo e na nodulação e produção de soja

O objetivo deste trabalho foi avaliar os efeitos da aplicação do lodo produzido pela Companhia de Saneamento Ambiental do Distrito Federal (Caesb) na nodulação e rendimento de grãos da soja e em atributos biológicos de um Latossolo Vermelho de Cerrado. O experimento foi conduzido por dois anos consecutivos em um delineamento experimental de blocos ao acaso com três repetições e nove tratamentos - um controle, quatro doses de lodo de esgoto e quatro doses de fertilizante mineral - aplicados apenas no primeiro ano de cultivo. Foram avaliados: a nodulação e a produtividade da soja, o carbono da biomassa microbiana, o carbono prontamente mineralizável e a atividade das enzimas beta-glicosidase, fosfatase ácida e arilsulfatase no solo. Nos dois anos agrícolas, o rendimento de grãos da soja foi inferior ao do tratamento com o fertilizante mineral somente na dose de 1,5 Mg ha-1 de lodo de esgoto. A aplicação do lodo de esgoto no primeiro ano de cultivo não afetou a nodulação da soja, e a aplicação de até 6 Mg ha-1 não apresentou efeito sobre o carbono da biomassa microbiana, o carbono prontamente mineralizável e a atividade das enzimas beta-glicosidase, arilsulfatase e fosfatase ácida do solo no período de dois anos.

Expressão gênica induzida por estresses abióticos em nódulos de feijão-caupi

O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito isolado ou simultâneo dos estresses hídrico e térmico na expressão gênica em nódulos de feijão-caupi. A bactéria Bradyrhizobium japonicum (estirpe BR 3267) foi inoculada em sementes de feijão-caupi da cultivar IPA 206 e, 35 dias após a germinação, as plantas foram submetidas a diferentes regimes de disponibilidade hídrica e a estresse térmico, em casa de vegetação. Para a identificação dos genes diferencialmente expressos, foi utilizada a técnica de cDNA-AFLP, tendo-se isolado 67 fragmentos derivados de transcritos (FDTs) diferencialmente expressos. Após o sequenciamento dos FDTs e das análises de similaridade, com uso do programa Blastx, foram identificados 14 genes diferencialmente expressos envolvidos em diferentes processos metabólicos. O padrão de expressão de seis genes sob estresse abiótico foi confirmado por RT-qPCR, e observou-se indução de genes pertencentes a diferentes categorias funcionais, como biossíntese de ácido abscísico, sinalização celular, transportador de prolina e biossíntese de lipídeos de membranas. A expressão desses genes indica sua participação em processos relacionados à proteção dos nódulos ao estresse abiótico.

Soybean (Glycine max. L.) and bacteroid glyoxylate cycle activities during nodular senescence.

Soybean (Glycine max. L.) nodular senescence results in the dismantling of the peribacteroid membrane (PBM) and in an increase of soybean isocitrate lyase (ICL; EC 4.1.3.1) and malate synthase (MS; EC 4.1.3.2) mRNA and protein levels. This suggests that in senescing soybean nodular cells, the specific glyoxylate cycle enzyme activities might be induced to reallocate carbon obtained from the PBM degradation. In order to evaluate as well the carbon metabolism of the nitrogen-fixing Bradyrhizobium japonicum endosymbiotic bacteroids during nodular senescence, their glyoxylate cycle activities were also investigated. To this end, partial DNA sequences were isolated from their icl and ms genes, but the corresponding mRNAs were not detected in the microorganisms. It was also observed that the bacteroid ICL and MS activities were negligible during nodular senescence. This suggests that glyoxylate cycle activities are not reinitiated in the bacteroids under these physiological conditions. In case the microorganisms nevertheless feed on the PBM degradation products, this might occur via the citric acid cycle exclusively.