Ocorrência e eficiência do microssimbionte de Sesbania virgata(Cav.) Pers. em função das propriedadesdo solo
Ocurrence and efficiency of Sesbaniavirgata (Cav.) Persmicrosymbiont in function of the soil properties
Ligiane A. Florentino*, Ana Paula P. Nunes, Adauton V.Rezende, José R. Mantovani, Flávia R. C. Souza e Gustavo A. Junqueira
* Universidade José do Rosário Vellano – UNIFENAS. Rodovia MG 179, Km 0 - Campus Universitário, Alfenas - MG, 37130-000. E-mails: ligiane.florentino@unifenas.br; anapaulah_aninhah@hotmail.com; adauton.rezende@unifenas.b; mantovanijr@yahoo.com; flavia_romam@hotmail.com; gustavoajunqueira@hotmail.com . (*Autor para correspondência)
RESUMO
A leguminosa Sesbania virgata apresenta grande importância económica e ecológica, podendo ser utilizada em áreas de recuperação de solos degradados e reflorestamento de matas ciliares. S. virgataestabelece simbiose específica e eficiente com rizóbios da espécie Azorhizobium doebereinerae. O objetivo deste trabalho foi verificar a influência do pH e saturação por bases (V%) na sobrevivência de A. doebereinerae no solo e no estabelecimento da simbiose com S. virgata. O ensaio foi instalado em estufa em vasos contendo 5,5 dm3 de solo apresentando diferentes valores de V%: 22, 30, 40, 50, 60 e 70%. Observou-se a presença de A. doebereinerae no solo somente nos tratamentos que apresentaram valores de V% superiores a 50. Em relação à simbiose, foi verificado que a inoculação com A. doebereinerae em S. virgata não é eficiente em solos que apresentam valores de pH e V% inferiores a 5,8 e 50, respectivamente.
Palavras-chave: Azorhizobium doebereinerae, calagem, especificidade simbiótica, leguminosa.
]]>ABSTRACT
The legume Sesbaniavirgatahasa large economic and ecological importance and can be used in the recovery of areas with degraded soils and reforestation of riparian forests. S. virgata establishes specific and effective symbiosis with rhizobia species Azorhizobium doebereinerae. The objective of this study was to determine the influence of pH and base saturation (V%) on the survival of A. doebereinerae in the soil and in the establishment of the symbiosis with S. virgata. The experiment was conducted in a greenhouse in pots containing 5.5 dm3 of soil with different values of V%: 22, 30, 40, 50, 60 and 70%. It was observed that A. doebereinerae was only present in treatments that showed values of base saturation greater than 50%. In relation to the symbiosis, it has been found that the inoculation of S. virgata with A. doebereinerae is not effective in soils with pH and V(%) values below 5.8and 50, respectively.
Keywords: Azorhizobium doebereinerae, liming, symbiotic specificity, legume.
Introdução
Um número considerável de leguminosas arbóreas e arbustivas possui a capacidade de estabelecer simbiose com bactérias que nodulam as leguminosas (BNL), comumente conhecidas por rizóbios. Estudos relacionados com a diversidade de rizóbios presentes em nódulos destas plantas relatam que uma única espécie pode ser hospedeira de rizóbios que apresentam grande diversidade fenotípica e simbiótica, podendo indicar a presença de vários géneros e espécies (Sylla et al., 2002; Rincón-Rosales et al., 2009).
A leguminosa Sesbania virgataé nativa do Brasil, apresenta porte arbustivo, crescimento rápido, estabelece simbiose com rizóbios e apresenta potencial de utilização em reflorestamento de matas ciliares, recuperação de solos degradados e em adubação verde (Pott e Pott, 1994). Os estudos de nodulação indicam que esta planta apresenta características distintas da grande maioria das leguminosas, estabelecendo simbiose somente com estirpes de rizóbios da espécie Azorhizobium doebereinerae (Gonçalves e Moreira, 2004; Moreira et al., 2006; Cummings et al., 2009; Florentino e Moreira, 2009; Florentinoet al., 2009). Além disso, estes trabalhos relatam que estirpes de A. doebereineraesão altamente eficientes em fornecer nitrogénio a S. virgata, indicando elevada especificidade simbiótica entre estes dois organismos.
A especificidade entre estes organismos ocorre de tal forma que no solo A. doebereinerae somente foi encontra da próximo à rizosfera de S. virgata(Florentino, 2007; Florentino e Moreira, 2009; Florentinoet al., 2009). No entanto, nos diversos ecossistemas estudados por estes autores,plantações de café, mata, pastagem e solos rizosféricos de S. virgata, verificou-se que estes últimos apresentaram maior teor de nutrientes, baixa acidez (com valores de pH maior que 6,5) e ausência deAl3+, quando comparados aos demais ecossistemas, não permitindo inferir se a ocorrência de A. doebereinerae foi devido à presença de S. virgata ou às características químicas favoráveis do solo.
Considerando que grande parte do potencial de utilização de S. virgata está diretamente relacionado à capacidade de estabelecer simbiose com A. doebereinerae, torna-se importante conhecer as condições químicas do solo que são favoráveis à sobrevivência desta bactéria e também ao estabelecimento da simbiose com S. virgata.Nesse sentido, esse trabalho teve como objetivo verificar a influência do pH e saturação por bases (V%) na sobrevivência de A. doebereinerae no solo e no estabelecimento da simbiose com S. virgata.
]]>Material e Métodos
O ensaio foi conduzido em estufa, em vasos, no município de Alfenas, sul de Minas Gerais, no período de abril a agosto de 2013. As amostras de solo foram colhidas na camada superficial (0 a 20 cm) de uma zona de pastagem,cuidadosamente selecionada visando não conter a leguminosa S. virgata. Após a coleta, o solo foi colocado para secar ao ar, destorroado, passado em peneira de 4 mm de abertura de malha efoi retirada umaamostra para caracterização química inicial de rotina (Embrapa, 2011), apresentando os seguintes resultados: pH (H2O) = 4,6; P = 5 mg dm-3; K+ = 88 mg dm-3; Ca2+ = 0,5 cmolc dm-3; Mg2+ = 0,3 cmolc dm-3; Al3+ = 0,5 cmolc dm-3; H+Al = 3,8 cmolc dm-3; soma de bases (SB) = 1,1 cmolc dm-3; CTC potencial = 4,9 cmolc dm-3; saturação por bases (V%) = 22,0; saturação por alumínio (m%) = 32 e matéria orgânica (M.O.) = 15 g kg-1.
Em função da saturação por bases inicial do solo (V% = 22) foram calculadas doses de calcário dolomítico (PRNT = 90%),visando elevar os valores deV% para 30, 40, 50, 60 e 70%, os quais constituíram os tratamentos, incluindo o V de 22%. Empregou-se um delineamento inteiramente casualizado (DIC) com 6 tratamentos e 4 repetições, totalizando 24 unidades experimentais (vasos).
Os vasos permaneceram incubados por 60 dias, mantendo-se o nível de humidade a 70% da capacidade de campo. Após esse período, foram retiradas de cada vaso amostras de solo de cerca de300 g para análise química de rotina (Embrapa, 2011) e também para analisar a ocorrência de A. doebereinerae no solo, a qual foi realizada por meio da utilização de S. virgata como planta-armadilha, uma vez que esta leguminosa nodula somente quando inoculada com estirpes de A. doebereinerae (Florentino e Moreira, 2009; Florentino et al., 2009). S. virgata foi cultivada seguindo a metodologia adotada por Florentinoe Moreira (2009), utilizando-se frascos de vidro escuro reciclado contendo 500 cm3 de solução nutritiva de Jensen (1942) esterilizada sem nitrogénio. A preparação (escarificação) das sementes, bem como a sua colocação nos frascos de vidro foi realizada conforme Florentino e Moreira (2009).
Além da inoculação com as suspensões de solos, foi utilizado um tratamento inoculado com a estirpe de A. doebereinerae, BR 5401T, aprovada pelo Ministério da Agricultura e Pecuária (MAPA) como estirpe inoculante para S. virgata (MAPA, 2011) e por isso, utilizada como controle de nodulação.Foram adicionados ainda dois controles sem inoculação, um sem adição de N mineral e o outro contendo N mineral (35 mgL-1 N-NH4NO3).
Para a preparação das suspensões das amostras de solos, utilizaram-se 50 g de cada amostra, ressuspendeu-se cada uma em 450 cm3 de solução salina (NaCl 0,85%) esterilizada, constituindo-se assim a diluição 10-1 e foram mantidas sob agitação durante 30 min a 120 rpm antes da inoculação em S. virgata. A estirpe de A. doebereinerae, BR 5401T, foi cultivada em meio de cultura líquido 79 com azul de bromotimol e pH 6,8 (Fred e Waksman, 1928; Vincent, 1970), sob agitação até a fase log de crescimento, apresentando aproximadamente 109 UFC cm-3.
Concomitantemente ao cultivo em condições axénicas, procedeu-se aocultivo de S. virgata nos vasos contendo porções de solo com diferentes valores de V%. Foramcolocadas quatro sementes por vasoe posteriormente, após a emergência,foi realizado um desbaste, deixando-se duas plantas. Na sementeira foi efetuadaa inoculação de 1 cm3 por semente com a estirpe BR 5401T, A. doebereinerae, contendo aproximadamente 109 UFC cm-3.
O ensaio em que S. virgata foi utilizada como planta-armadilha e cultivada em condições axénicas foi conduzido por45 dias. No solo, o cultivo foi por 60 dias. Em ambos os ensaios, foram avaliados a matéria seca da parte aérea (MSPA) e das raízes (MSR), número (NN) e matéria seca dos nódulos (MSN), os quais foram comparados pelo teste de Skott-Knott a 5% de probabilidade, utilizando-se o programa Sisvar (Ferreira, 2011).
]]> Resultados e Discussão
Os resultados das análises químicas das amostras de solo colhidas após incubação com calcário estão apresentados no Quadro 1. Verificou-se que os valores de saturação por bases (V%) obtidos ficaram bem próximos aos desejados, o que evidencia que a mistura das doses de calcário com o solo e o tempo de incubação foi adequado. Com a calagem, além do V% também houve aumento no pH e nos teores de Ca2+ e de Mg2+ do solo.
O Quadro 2 apresenta os resultados doensaio realizado em condições axénicas, em que S. virgata foi utilizada como planta-armadilha. Observa-se que não foi verificada nodulação nos tratamentos com adição de N mineral e sem adição de N mineral, indicando ausência de contaminação do ensaio. Somente foi observada nodulação nos tratamentos inoculados com a estirpe BR 5401T e com as suspensões de solo apresentando V% de 50, 60 e 70.
A ausência de nodulação em S. virgata quando inoculada com suspensões de amostras de solos contendo valores de V% abaixo de 40, indica a baixa tolerância de A. doebereinerae à acidez, sugerindo que estas condições não favorecem o desenvolvimento desta bactéria no solo. Nestes solos, os valores de pH ficaram abaixo de 5,4 (Quadro 1). Estes resultados estão de acordo com os observados por Florentino et al. (2012), em que A. doebereinerae somente se desenvolve quando cultivada em meio de cultura contendo valores de pH acima de 6,0.
O maior desenvolvimento da parte aérea foi observado para as plantas cultivadas com N mineral e quando inoculadas com suspensão de solo apresentando V% de 70. Os tratamentos inoculados com a estirpe BR 5401T e com as suspensões de solo contendo V% de 50 e 60 apresentaram resultados semelhantes. O tratamento sem adição de N mineral apresentou valores de MSPA semelhantes aos tratamentos inoculados com suspensões de solo contendo V% de 22 (controle), 30 e 40, sendo inferiores aos demais.
Em relação à MSR, observou-se que os tratamentos contendo N mineral e inoculados com a estirpe BR 5401T e com as suspensões de solo contendo V% igual a 60 e 70% apresentaram maior desenvolvimento do sistema radicular. Em relação à MSN, destaca-se o tratamento contendo V% 70, que proporcionou alto valor de MSPA em S. virgata.
Estudos prévios associam a ocorrência de A. doebereinerae a S. virgata (Florentino e Moreira, 2009; Florentino et al., 2009). Mas, de acordo com os resultados obtidos nesse estudo, pode-se inferir que A. doebereinerae pode ocorrer no solo independentemente de S. virgata, basta que este apresente condições químicas favoráveis. No entanto, é importante considerar que a especificidade simbiótica apresentada por A. doebereinerae e S. virgata pode explicar a ausência de representantes desta espécie bacteriana em levantamentos de diversidade desenvolvidos em várias regiões do Brasil e do mundo, nos quais foram utilizadas diferentes plantas-armadilha, não constando S. virgata (Bala et al., 2003; Jesus et al., 2005; Wolde-Meskel et al., 2004; Guimarães et al., 2012). Nesse sentido, torna-se importante a realização de pesquisas visando detectar A. doebereinerae em diferentes condições de solo e vegetação, uma vez que as plantas podem influenciar a diversidade microbiana do solo (Nelson e Mele, 2006; Schweitzer et al., 2008).
No Quadro 3 estão apresentados os valores da matéria seca da parte aérea (MSPA) e da raiz (MSR), número (NN) e matéria seca dos nódulos (MSN) de S. virgatainoculada com a estirpe BR 5401T, do ensaio em vasos. Observou-se que S. virgata apresentoumaiores valores de MSPA e MSR, quando cultivada em solo com valores de pH e de V% mais elevados (pH em H2O acima de 5,8, e V% a partir de50 %).
Em relação ao número de nódulos, não foi verificada diferença significativa entre os tratamentos. Isso pode ser explicado pelo fato de todas as plantas terem sido inoculadas no momento do plantio. Entretanto, observou-se um aumento nos valores de MSN nos tratamentos com V% a partir de 50%, e consequentemente com maiores valores de pH e teores de Ca2+ e Mg2+ (Quadro 1). Analisando os valores de MSPA, verifica-se que os nódulos presentes em solo com condições inadequadas de fertilidade (acidez elevada e menores teores de Ca2+ e de Mg2+)foram ineficientes, apresentando coloração branca, indicando que o número de nódulos não está diretamente relacionado com a eficiência da simbiose.
]]> Moreira et al. (2010), estudando o efeito da utilização de fertilizantes, calagem e inoculação com rizóbio e fungos micorrízicos arbusculares em diferentes leguminosas, observaram que a calagem influencia o desenvolvimento (altura, MSPA e MSR) de S. virgata, mas não o número de nódulos (NN), conforme verificado no presente estudo.Considerando o potencial de utilização de S. virgata, esses resultados apresentam grande relevância em termos práticos, indicando que o sucesso da inoculação com A. doebereinerae, estirpe BR 5401T, está diretamente relacionado com as condições de fertilidade do solo, principalmente quando o cultivo desta leguminosa for efetuado pela técnica da sementeira direta, cujo principal objetivo é reduzir o custo de implantação, eliminando a fase de formação de mudas em viveiros (Ferreira et al., 2007, 2009).
Queiroz et al. (2007), utilizando a técnica de sementeira direta no cultivo de leguminosas em solo com pH = 5,5 e V% = 44, verificaram que S. virgata não apresentou boa produção de fitomassa quando comparada com as outras leguminosas, o que pode ser devido às características químicas do solo.
Conclusão
Solos com valores de pH e saturação por bases abaixo de 5,8 e 50, respectivamente, limitam a ocorrência de A. doebereinerae nestes solos e, consequentemente, o estabelecimento da simbiose efetiva com S. virgata.
Agradecimentos
À Fapemig, pelas bolsas de Iniciação Científica aos estudantes do curso de Agronomia, Ana Paula Pereira Nunes e Gustavo Aguiar Junqueira e ao CNPq pela bolsa de Iniciação Científica à estudante do curso de Agronomia Flávia Romam da Costa Souza.
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Aceite/accepted: 2015.07.27
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