INTRODUÇÃO

A agricultura é responsável por uma parcela importante da economia brasileira, que destaca-se mundialmente na produção de grãos. A soja, segundo o CONAB (2018), foi o principal produto exportado em 2017 (responsável por 14,1% de toda exportação do país), ultrapassando inclusive derivados do minério e petróleo.

Dos vários fatores que podem interferir na produtividade das culturas, destacam-se os climáticos, como o regime pluvial, e os fitossanitários. Organismos patogênicos que atingem as culturas agrícolas tornam-se cada vez mais resistentes, o que exige a utilização de defensivos agrícolas mais fortes e em maior escala. Por outro lado, uma parcela da sociedade exige controles rigorosos no uso indiscriminado de agrotóxicos, prezando pela produção orgânica e natural, seja por questões ambientais ou de saúde (^{Park et al., 2017}).

Desta forma, criar de alternativas econômica e ambientalmente viáveis torna-se necessário para o controle de pragas que atingem as culturas agrícolas. Das várias alternativas disponíveis, o controle biológico de patógenos destaca-se, uma vez que é uma forma natural de controlar organismos patogênicos e auxiliar no crescimento da planta (^{Melo, 2015}).

Este controle é realizado por bactérias presentes naturalmente no solo, conhecidas como rizobactérias promotoras de crescimento de plantas (RPCP) e podem agir sob diferentes aspectos da cultura com que interagem. Dentre as vantagens do uso de RPCP para o controle de patógenos, destaca-se a sua ocorrência natural em solos, sua resiliência e capacidade de auxiliar no suprimento de nutrientes essenciais às plantas (^{Melo, 2015}).

As RPCP mais utilizadas com fins agronômicos são Pseudomonas fluorescens, Pseudomonas putida, Azospirillum brasiliense, Serratiamarcescens, Rhyzobium, Bradyrhizobium, Arthrobacter, Bacillus subtillis e Bacillus megaterium. Ressalta-se que as bactérias do gênero Bacillus possuem algumas vantagens em relação às outras, uma vez que são resistentes à dessecação, produzem endósporo de resistência, possuem capacidade de sobrevivência quando formuladas com polímeros e inertes, além de apresentarem mecanismos antagônicos (^{Lanna-Filho, 2010}; ^{Melo, 2015}).

O gênero Bacillus compreende 191 espécies e quatro subespécies, que estão presentes naturalmente no ar, solo e água. O seu potencial promotor de crescimento e biocontrole já foi evidenciado por diversos estudos (^{Marulanda et al., 2009}; ^{Harthmann et al., 2010}; ^{Melo, 2015}). É uma bactéria gram-positiva, aeróbica e formadora de esporos. O seu uso não se restringe à agricultura, uma vez que possui potencial no tratamento de efluentes, biorremediação, limpeza e desodorização, tratamento séptico e na produção de enzimas e de produtos químicos (Government of Canada, 2018).

Conforme relatado por ^{Lima et al. (2019}), o mecanismo utilizado pelas RPCP para crescimento das plantas pode ser direto ou indireto. Segundo o autor, a promoção indireta de crescimento das plantas se dá pela prevenção ou diminuição de efeitos deletérios de um ou mais organismos patogênicos. Já a promoção direta de crescimento diz respeito ao aumento da absorção de nutrientes pela planta, causado pelas RPCP, como a fixação biológica do azoto, mobilização e solubilização do fosfato e produção de fitohormônios.

Espécies de Bacillus subtilis têm um efeito benéfico sobre a nodulação (^{Araújo et al., 2010}), agindo, também, indiretamente na supressão de doenças e diretamente na produção ou alteração da concentração de fitohormônios, fixação do nitrogênio, solubilização de fosfatos minerais ou outros nutrientes do solo, pelo aumento da produção de raízes e sideróforos (^{Gagné-Bourque et al., 2015}). Assim, podem promover um aumento na produtividade (^{Braga Junior et al., 2018}), especialmente quando associados a outras práticas de manejo, como a fertilização (^{Lima, 2010}; Braga Junior et al., 2017).

Desta forma, o objetivo do presente estudo foi avaliar o potencial e a viabilidade da rizobactéria Bacillus sp. como promotora de crescimento na cultura da soja, através da inoculação de sementes.

MATERIAL E MÉTODOS

RESULTADOS E DISCUSSÃO

Os tratamentos inoculados com Bacillus sp. nas doses de 200 e 300 mL apresentaram aumento significativo da altura das plantas, aos 30 DAS, de 15 e 9%, respectivamente. Para o parâmetro número de entrenós, foi observado aumento significativo em relação à testemunha para todas as doses aplicadas, alcançando 23% para as doses de 100, 300 e 400 mL. Já o comprimento de raízes mostrou-se estatisticamente superior somente nos tratamentos de 300 e 400 mL (Quadro 1).

^{Harthmann et al. (2010}) observaram os efeitos da aplicação de B. megaterium em sementes de cebola, sendo que as plantas sujeitas a inoculação apresentaram maior altura, diâmetro de pseudocaule e número de folhas, quando comparadas à testemunha. Os autores concluíram que a utilização da rizobactéria promove aumento da produtividade em Allium cepa L.

O aumento para a massa seca da parte aérea e massa seca total são estatisticamente significativos em relação à testemunha, no entanto, o aumento decresce quando a dose de inoculante aumenta (Quadro 2). Para a massa seca radicular, os tratamentos com 100 e 300 mL diferiram estatisticamente da testemunha aos 30 DAS (Quadro 2). Estes resultados podem ser observados na Figura 1.

Um estudo conduzido por ^{Marulanda et al. (2009}), verificou que B. megaterium apresentou efeito positivo no crescimento de Trifolium repens, tolerância osmótica e produção do aminoácido prolina. Os autores relatam que a bactéria possui mecanismos capazes de diminuir os efeitos do déficit hídrico das plantas após inoculação, uma vez que houve maior produção de ácido indolacético. No mesmo estudo, a biomassa aérea e radicular das plantas de trevo inoculadas com B. megaterium foi superior ao das testemunhas, bem como a capacidade de retenção de água.

Aos 45 DAS, a altura das plantas de soja diferiu significativamente em todas as doses de inoculante utilizadas, com destaque para a dose de 100 mL, onde houve um acréscimo de 20% em relação à testemunha. O número de entrenós foi afetado positivamente aos 45 DAS, com exceção do tratamento com 200 mL, que não se revelou estatisticamente significativo relativamente à testemunha. No comprimento das raízes, houve diferença significativa em todas as doses de inoculante utilizadas, com ênfase para o tratamento de 100 mL, que foi 20,9% superior à testemunha (Quadro 3). Mais uma vez, os resultados obtidos indicam que o uso da menor dose de inoculante (100 mL) é suficiente para a promoção de crescimento das plantas de soja.

Quanto ao número de nódulos (NN), aos 45 DAS, não houve diferenças significativas entre os tratamentos (Quadro 3). A inoculação de B. subtilis não interferiu negativamente na nodulação, ocorrendo o processo natural de nodulação. ^{Araújo et al. (2010}), em experimento com feijão caupi avaliando a co-inoculação de B. subtilis e Bradyrhizobium, mostraram que nos tratamentos inoculados, houve um aumento na nodulação do feijão-caupi com a co-inoculação, sugerindo uma influência do B. subtilis no aumento de nodulação pelo Bradyrhizobium inoculado. Araújo et al. (2012) reportaram que, utilizando o feijão caupi cultivar BRS Guariba, a simples inoculação de B. subtilis (PRBS-1) proporcionou o maior aumento no crescimento da planta, maior fixação de N e não afetou a nodulação, aos 40 e 55 dias após a semeadura.

Aos 45 DAS, a massa seca da parte aérea, massa seca da raiz e massa seca total de plantas inoculadas com Bacillus sp., foi significativamente superior quando comparadas ao tratamento testemunha, para todas as doses de inoculante aplicadas (Quadro 4).

^{Marulanda et al. (2010}) verificaram o efeito da inoculação de plantas de milho (Zea mays L.) com B. megaterium e relataram o aumento de biomassa de raízes e área foliar, além de teores elevados de água nas folhas e maior condutância hídrica nas raízes. Estes efeitos também foram observados por ^{Ferreira et al. (2018}) com a utilização de B. subtilis que promoveu melhor crescimento das plantas de milho sob estresse salino e atenuou os danos bioquímicos no milho.

Foi observado incremento na massa seca de plantas de tomate (31%), quiabo (36%) e amaranto (83%) através da utilização de B. subtilis como promotora de crescimento. Foi observada ainda a capacidade da rizobactéria de formar endósporos resistentes ao calor e à dessecação, evidenciando a versatilidade do uso deste gênero de bactérias como RPCP (^{Adesemoye et al., 2008}).

^{Mazzucchelli e Araújo (2011}) observaram incremento da massa aérea de cana de açúcar que recebeu tratamento com inoculação de isolados de B. subtilis. Da mesma forma, Araújo e Marchesi (2009) observaram aumento na altura e na biomassa de plantas de tomateiros que receberam tratamento com inoculação de B. subtilis. Os autores sugerem que tais atividades podem estar relacionadas ao controle de nematoides ocasionado por bactérias deste gênero, que também foi verificado por ^{Aravind et al. (2010}), com a supressão de Radopholus similis em plantas de pimenta preta (Piper nigrum L.) tratadas com B. megaterium. ^{Padgham e Sikora (2007}) também reportaram redução do nematoide Meloidogyne graminicola em sementes de arroz inoculadas com B. megaterium, sendo que o uso da rizobactéria compromete a capacidade de o nematoide encontrar hospedeiros.

A capacidade de estimular o crescimento de plantas através do uso de bactérias tem sido corroborada por diversos estudos, como o de ^{Raasch et al. (2013}), que verificaram um aumento expressivo na altura de plantas de eucalipto, na massa radicular e comprimento de raízes de eucalipto inoculado com B. Subtilis. Também utilizando B. subtilis,^{Araújo et al. (2012}) verificaram que a bactéria pode ser utilizada como controle biológico contra o nematoide das galhas em cultivo de soja, apresentando eficácia semelhante ao controle químico.

A Figura 2 mostra a eficiência relativa (ER) da soja aos 30 DAS, em relação ao tratamento testemunha. A dose que apresentou maior eficiência foi a de 300 mL, com 32% em relação à testemunha, seguida pela de 100 mL, com 31%. Estes resultados estão diretamente relacionados com a MSPA (Quadro 2).

Conforme relatado por ^{Chung et al. (2008}), bactérias do gênero Bacillus são capazes de produzir lipopeptídios como a fengicina, iturina, surfactina e bacilomina, que possuem atividades antimicrobianas, como indutoras de resistência, auxiliando ainda no controle biológico de patógenos, o que pode contribuir, como mecanismo indireto, para o seu potencial como promotor de crescimento de plantas. Estes resultados são corroborados por ^{Hu et al. (2013}), que verificaram que isolados de B. megaterium possuem mecanismos capazes de colonizar o sistema radicular de plantas e estimular a produção de iturina C e D, bacilosina AB e D. Em experimento conduzido com colza, a inoculação com Bacillus mostrou que, além de auxiliar no crescimento da massa foliar e radicular das plantas, estes tratamentos foram capazes de suprimir o fungo Sclerotinia sclerotiorum, um dos principais patógenos que acometem a cultura.

Na Figura 3 está demonstrada a eficiência relativa das plantas 45 DAS, tendo havido aumento significativo para todos os tratamentos, com 31, 29, 28 e 30% para os tratamentos de 100, 200, 300 e 400 mL, respectivamente, em relação à testemunha.

^{Subramanian et al. (2014}) também observaram aumento significativo de ácido indolacético (auxina relacionada com a regulação de crescimento vegetal) em plantas de soja (Glycine max (L.) Merr.) inoculada com B. megaterium. Além disso, foi observada a produção de celulase, sideróforos e solubilização de fosfato, mecanismos que podem explicar a contribuição da rizobactéria como promotora de crescimento, como observado no presente estudo.

^{Calvo et al. (2010}) estudaram 63 estirpes de Bacillus spp. isoladas da rizosfera de batatas, e verificaram que as mesmas possuíam alto poder antagonista contra os fungos Rhizoctonia solani e Fusarium solani. Os autores também observaram outras atividades responsáveis pela promoção de crescimento nas plantas de batata, sendo que 81% das estirpes analisadas produziram a auxina ácido indolacético. A capacidade de solubilizar fosfato também foi observada em 58% das estirpes, sendo este um método de ação amplamente encontrado em RPCP, uma vez que a solubilização aumenta a disponibilidade deste nutriente para as plantas, facilitando sua absorção.

^{Li et al. (2017}) analisaram a capacidade de biocontrole e promoção de crescimento de estirpes de B. amyloliquefaciens em plantas de tomate. Os autores observaram uma redução de 84% na incidência de murcha bacteriana para tomates tratados com a bactéria por imersão da raiz. Foi observada ainda redução na peroxidação lipídica das folhas. Outras bactérias do gênero Bacillus, como a B. circulans e B. subtilis também apresentaram capacidade de controle fitopatogênico em tomateiros. Plantas inoculadas com as rizobactérias provaram-se eficazes no controle da murcha de fusário em tomates (^{Carrer-Filho et al., 2015}). Acredita-se que o mecanismo utilizado pelas bactérias é a inibição do crescimento micelial dos fungos, além da presença de genes biosintetizantes, que atuam principalmente na sintetização de substâncias antimicrobianas, como bacilomina D e iturina. Estes efeitos positivos de espécies de Bacillus no biocontrole de fitopatógenos podem influenciar, de forma indireta, na promoção de crescimento vegetal.

Segundo ^{Nascente et al. (2020}), os maiores aumentos no rendimento de grãos e componentes de rendimento de plantas de arroz inoculadas com Bacillus thuringiensis BRM 32110 pode ser explicado, pelo menos em parte, pelo aumento nas trocas gasosas, conteúdo de nutrientes e produção de biomassa dos rebentos, havendo influência positiva da inoculação com B. thuringiensis no desenvolvimento das plantas. Isso pode ocorrer porque a estirpe BRM 32110 é caracterizada como produtora de celulase, fosfatase, sideróforos, biofilme e hormônios o que permitiu um melhor desenvolvimento da raiz e absorção de nutrientes, levando a um efeito direto na produção de biomassa (Nascente et al., 2017).

CONCLUSÕES

A inoculação de sementes de soja com Bacillus sp. apresenta potencial para incrementar o crescimento das plantas, na altura da planta, número de entrenós, comprimento das raízes e a massa seca da parte aérea e radicular. O aumento da dose do inoculante não potenciou maior crescimento das plantas quando comparado à dose mínima utilizada. Tal fato sugere que a dose de 100 mL para 50 Kg de sementes é suficiente para garantir resultados satisfatórios na promoção de crescimento da soja.

As informações relatadas neste estudo, com a inoculação de Bacillus sp. em soja, podem ser utilizadas em aplicações futuras, para o desenvolvimento de ferramentas biotecnológicas para promover o crescimento de plantas.