Evaluation of water stress and co-inoculation of Azospirillum brasilense and Rhizobium tropici in beans (Phaseolus vulgaris l) / Avaliação do estratégio de água e co-inoculação de Azospirillum brasilense e Rhizobium tropici in beans (Phaseolus vulgaris l) / Evaluación del estrés hídrico y la coinoculación de Azospirillum brasilense y Rhizobium tropici en frijoles (Phaseolus vulgaris l)

Climate change has caused major changes in abiotic factors, with water stress as the greatest threat to agricultural production. The measures aimed at alleviating the problems caused by this limiting production factor have occurred through the adoption of sustainable strategies, especially microbial biotechnology, which uses the interactions between the microorganism and the plant, ensuring productive quality and inducing plant resistance to stresses biotic and abiotic. The objective of the present work was to evaluate the biological nitrogen fixation and the development of bean seedlings, with co-inoculation of two types of inoculants, which were subjected to water stress by different pot capacities. The experiment was conducted in a greenhouse, at Universidade Paranaense - UNIPAR, from April to June 2019. The experimental design was completely randomized (DIC), with 5 replications, 16 treatments and 80 experimental units. The cultivar used was SCS Riqueza. The parameters evaluated were pot capacity (25%, 50%, 75% and 90%); small, large and total nodules, shoot and root length, dry and fresh weight, total carbon and nitrogen. The evaluation of the morphological parameters of the bean seedlings indicated that the co- inoculation technique promoted beneficial effects for the dry mass parameters of shoot, nodule and root. The analysis of the percentage of carbon and nitrogen in the tissues of the seedlings provided an increase in the concentration of these elements in treatments that involved co-inoculation (Azospirillum brasilensis and Rhizobium tropici) with pot capacities of 25 and 75% (CV), demonstrating that the association of microorganisms is beneficial in the limiting water situation.(AU)

A mudança climática tem causado grandes mudanças nos fatores abióticos, sendo o estresse hídrico a maior ameaça à produção agrícola. As medidas destinadas a aliviar os problemas causados por este fator limitante de produção ocorreram através da adoção de estratégias sustentáveis, especialmente a biotecnologia microbiana, que utiliza as interações entre o microorganismo e a planta, garantindo a qualidade produtiva e induzindo a resistência da planta ao estresse biótico e abiótico. O objetivo do presente trabalho foi avaliar a fixação biológica de nitrogênio e o desenvolvimento de mudas de feijão, com co-inoculação de dois tipos de inoculantes, que foram submetidos ao estresse hídrico por diferentes capacidades de vaso. A experiência foi realizada em uma estufa, na Universidade Paranaense - UNIPAR, de abril a junho de 2019. O projeto experimental foi completamente randomizado (DIC), com 5 réplicas, 16 tratamentos e 80 unidades experimentais. A cultivar utilizada foi a SCS Riqueza. Os parâmetros avaliados foram a capacidade do vaso (25%, 50%, 75% e 90%); nódulos pequenos, grandes e totais, comprimento do rebento e da raiz, peso seco e fresco, carbono total e nitrogênio. A avaliação dos parâmetros morfológicos das mudas de feijão indicou que a técnica de co-inoculação promoveu efeitos benéficos para os parâmetros de massa seca do turião, nódulo e raiz. A análise da porcentagem de carbono e nitrogênio nos tecidos das mudas proporcionou um aumento na concentração destes elementos nos tratamentos que envolveram a co-inoculação (Azospirillum brasilensis e Rhizobium tropici) com capacidades de vaso de 25 e 75% (CV), demonstrando que a associação de microorganismos é benéfica na situação limite da água.(AU)

El cambio climático ha provocado importantes cambios en los factores abióticos, siendo el estrés hídrico la mayor amenaza para la producción agrícola. Las medidas encaminadas a paliar los problemas causados por este factor limitante de la producción se han producido mediante la adopción de estrategias sostenibles, especialmente la biotecnología microbiana, que utiliza las interacciones entre el microorganismo y la planta, asegurando la calidad productiva e induciendo la resistencia de la planta a los estreses bióticos y abióticos. El objetivo del presente trabajo fue evaluar la fijación biológica de nitrógeno y el desarrollo de plántulas de frijol, con la co-inoculación de dos tipos de inoculantes, que fueron sometidos a estrés hídrico por diferentes capacidades de maceta. El experimento se realizó en un invernadero, en la Universidade Paranaense - UNIPAR, de abril a junio de 2019. El diseño experimental fue completamente al azar (DIC), con 5 repeticiones, 16 tratamientos y 80 unidades experimentales. El cultivar utilizado fue SCS Riqueza. Los parámetros evaluados fueron capacidad de maceta (25%, 50%, 75% y 90%); nódulos pequeños, grandes y totales, longitud de brotes y raíces, peso seco y fresco, carbono y nitrógeno total. La evaluación de los parámetros morfológicos de las plántulas de frijol indicó que la técnica de coinoculación promovió efectos beneficiosos para los parámetros de masa seca de brotes, nódulos y raíces. El análisis del porcentaje de carbono y nitrógeno en los tejidos de las plántulas proporcionó un aumento en la concentración de estos elementos en los tratamientos que involucraron la coinoculación (Azospirillum brasilensis y Rhizobium tropici) con capacidades de maceta de 25 y 75% (CV), demostrando que la asociación de microorganismos es beneficiosa en la situación de agua limitante.(AU)

Evaluation of Rhizobia strains UFLA 02 100 and CIAT 899 in line LEP 02 11 of Phaseolus vulgaris L / Avaliação das estirpes de rizóbio ufla 02 100 e cia t 899 na linhagem lep 02 11 de phaseolus vulgaris l

The growing quest for sustainability in agricultural production systems has been pushing researchers to develop new technologies under different soil and climatic conditions. Based on this, and knowing the socioeconomic importance of the bean, the use of biological nitrogen fixation (BNF) is explored. Thus, the quest for quantitative knowledge of BNF at the phenological stages in a new bean line using promising and commercial strains becomes necessary. The objective of this study was to evaluate the strains UFLA 02 100 and CIAT 899 in the different phenological stages of the LEP 02 11 common bean strain using the biological nitrogen fixation. The experiment was conducted in a greenhouse on the Maringá-PR campus of the State University of Maringá. The design was a randomized complete block design in a 6x4 factorial scheme with four replications. The factor A comprised six nitrogen sources: Control, strain UFLA 02 100, strain CIAT 899, Nitrogen 60 kg ha-1, strain UFLA 02 100 + Nitrogen 30 kg ha-1, strain CIAT 899 + Nitrogen 30 kg ha-1 and the B factor is the phenological stages V4, R5, R6 and R8. The analyzed variables were: dry mass of nodules (DMN, grams/plant), dry mass of shoot (DMS, grams/plant), nitrogen content in shoot (NCS, %) and accumulation of nitrogen in shoot (ANS, grams/plant). For the statistical analysis of the data, the means test was used for the variables in the stages. The CIAT 899 strain statistically outperformed UFLA 02 100 for most variables and it was found that nitrogen fertilization negatively affected nodulation

A crescente busca pela sustentabilidade nos sistemas de produção agrícolas vem impulsionando os pesquisadores a desenvolverem novas tecnologias nas diferentes condições edafoclimáticas. Com base nisso, e sabendo da importância socioeconômica do feijoeiro, o uso da fixação biológica de nitrogênio (FBN) é explorada. Assim, a busca do conhecimento quantitativo da FBN nos estádios fenológicos em uma nova linhagem de feijão utilizando estirpes promissoras e comerciais se torna necessário. Destamaneira, o objetivo foi avaliar as estirpes UFLA 02 100 eCIAT 899nos diferentes estádios fenológicos da linhagem de feijão comum LEP 02 11 mediante o uso da fixação biológica de nitrogênio. O experimento foi conduzido em casa de vegetaçãono campus de Maringá-PR da Universidade Estadual de Maringá. O delineamento foi o de blocos ao acaso (DBC) em esquema fatorial 6x4 com quatro repetições. O fator A compreendeu seis fontes de nitrogênio: Testemunha, estirpe UFLA 02 100, estirpe CIAT 899, Nitrogênio 60 kg ha-1, estirpe UFLA 02 100+Nitrogênio 30 kg ha-1, estirpe CIAT 899+Nitrogênio 30 kg ha-1 e o fator B os estádios fenológicos V4, R5, R6 e R8. As variáveis analisadas foram: massa seca de nódulos (MSN, gramas/planta), massa seca da parte aérea (MSPA, gramas/planta), teor de nitrogênio na parte aérea (TNPA, %) e acúmulo de nitrogênio na parte aérea (ANPA, gramas/planta). Para a análise estatística dos dados utilizou-se o teste de médias para as variáveis nos estádios. A estirpe CIAT 899 superou estatisticamente a UFLA 02 100 para a maioria das variáveis e constatou-se que a adubação nitrogenada afetou negativamente a nodulação.

Agronomic efficiency of Rhizobium strains from the Amazon region in common bean / Eficiência agronômica de estirpes de Rhizobium isoladas da Amazônia sobre o feijoeiro-comum

To maximize the contribution of biological nitrogen fixation in common bean, it is necessary to use bacterial strains that are more adapted, competitive, and efficient in the symbiotic process. In this regard, the aim of this study was to evaluate the agronomic efficiency (AE) of three bacterial strains isolated from acid soils with high Al content from the Amazon region in an Argissolo Vermelho Distrófico típico soil (Typic Rhodustults - USDA Classification) from the municipality of Formiga, MG, Brazil. We compared their AE to that of the reference strain CIAT 899T and of two controls without inoculation (one without and another with 80 kg ha-1 of N-urea). The results indicated that inoculation with the strains UFLA 02-100 and UFLA 02-127 provides grain yield equivalent to inoculation with the reference strain and to the control with mineral N. Thus, both have potential for recommendation as inoculants for common bean.

Para maximizar a contribuição da fixação biológica de nitrogênio no feijoeiro-comum é necessária a utilização de estirpes de bactérias mais adaptadas, competitivas e eficientes no processo simbiótico. Nesse sentido, objetivou-se avaliar, em um Argissolo Vermelho Distrófico típico do município de Formiga-MG, a eficiência agronômica (EA) de três estirpes isoladas de solos ácidos e com alto teor de Al da Amazônia e comparar suas EA à da estirpe referência CIAT 899T e à de dois controles sem inoculação (um sem e outro com 80 kg ha-1 of N-ureia). Os resultados indicaram que a inoculação com as estirpes UFLA 02-100 e UFLA 02-127 propicia rendimento de grãos equivalente ao da estirpe referência e ao do controle com N mineral e que por isso, ambas têm potencial para ser recomendadas como inoculantes para o feijoeiro-comum.

New rhizobial strains for velvet bean (Stizolobium aterrimum) evaluated under greenhouse and field conditions / Novas estirpes rizobianas para mucuna preta (Stizolobium aterrimum) avaliadas sob condições de casa de vegetação e campo

ABSTRACT The selection of efficient rhizobia for the inoculation of velvet bean may increase the use of this plant as green manure, maximizing the addition of nitrogen (N) to the crop. This study aimed to select rhizobia that nodulate velvet bean more efficiently than do strains currently recommended and for the potential of rhizobia to compose an inoculant. A greenhouse experiment evaluated 39 strains using non-sterile soil and was followed by a field experiment with the five most effective strains under field conditions on a dystrocohesive Yellow Argisol. Both experiments included non-inoculated and inoculated treatments with currently recommended strains and N-fertilized controls. Nodules, root and shoot dry mass, shoot N concentration and accumulation and relative efficiency were evaluated. The N dose corresponding to the shoot dry mass increase of the inoculated plants was also estimated. Under field conditions, the plants inoculated with the strains T2.19A and T1.17M had a shoot N concentration similar to that from the application of 80 kg ha-1 N, and the N concentration was significantly higher that of the other treatments; additionally, the N accumulation was significantly higher than that of the control (112 and 104% for the two strains, respectively), the recommended strain mixture inoculation (99 and 91%, respectively) and the mineral N application (58 and 52%, respectively). Inoculation with T2.19A and T1.17M presented promising results, showing the potential of these strains for recommendation and inoculation of velvet bean.

RESUMO A seleção de rizóbios eficientes para inoculação em mucuna preta pode aumentar o uso dessa leguminosa como adubo verde, maximizando o incremento de nitrogênio (N) na cultura. O objetivo deste trabalho foi selecionar rizóbios que nodulam mucuna preta com eficiência superior às estirpes atualmente recomendadas, com potencial para compor um inoculante. Um experimento em casa de vegetação avaliou 39 estirpes em solo não esterilizado, seguido de um experimento de campo com as cinco estirpes mais efetivas sob condições de campo em um argisolo amarelo distrocoeso. Ambos os experimentos incluíram a inoculação com as estirpes atualmente recomendadas, sem inoculação e os controles fertilizados com N, avaliando-se assim os nódulos, a massa seca da raiz e da parte aérea, a concentração e acúmulo de N da parte aérea e eficiência relativa. A dose de N correspondente ao ganho de massa seca da parte aérea das plantas inoculadas foi também estimada. Em condições de campo, as plantas inoculadas com os isolados T2.19A e T1.17M tiveram concentração de N na parte aérea similar a aplicação de 80 kg ha-1 de N e significativamente superior aos demais tratamentos. Além disso, o acúmulo de N foi significativamente superior ao controle (112 e 104%), à inoculação com a mistura das estirpes recomendadas (99 e 91%) e à aplicação de nitrogênio mineral (58 e 52%), respectivamente. A inoculação com as estirpes T2.19A e T1.17M apresentou resultados promissores, mostrando o seu potencial para recomendação e inoculação em mucuna preta.

Nursery growth and rhizobia symbiosis of scandent Leguminosae species native to the Amazon region / Crescimento e simbiose com rizóbios em casa de vegetação de espécies de Leguminosae escandentes nativas da região Amazônica

A great number of species and individuals of scandent legumes establishing symbiosis with nitrogen fixing bacteria occurs in the Amazon Forest. These symbiosis probably play an important role in contributing to nitrogen incorporation in this ecossystem. The objectives of this study were to evaluate the growth of eight species of scandent legumes in five nursery substrates; to compare nodulation with rhizobia strains introduced or native to these substrates; and to characterize phenotypically and genetically these rhizobia. The experiment was carried out in a completely randomized design with five replications. Five to seven months after seedling emergency, according to the legume species, growth and nodulation parameters were determined. Rhizobia identification of strains was carried out by 16S rRNA gene partial sequencing. The survival of seedlings after the transplanting varied from 93 to 98%, in Ultisol (Argissolo in Brazilian classification), collected in primary forest, and fertilized with all nutrients, except nitrogen (ULTfert); and in a clay and sand mixture, in a ratio 3:2 (CONV), respectively. Species with height superior to 30 cm, in general, grew better in substrates with higher fertility: ULTfert and Humic Gley soil (HG). Seven out of the eight species were able to nodulate. The percentage of nodulation per substrate was: SAND, washed sand with mixed inoculum of 100 rhizobia strains plus fertilization (100), HG (80), CONV (100), ULT, A-horizon of red-yellow Ultisol collected in the Ducke Forest Reserve (Manaus) (44), and ULTfert (55%). Bradyrhizobium spp. were isolated from nodules of all species and substrates. Burkolderia fungorum was isolated from Dalbergia inundata. For Dalbergia riedelli and Dalbergia inundata, this is the first report on the identification of symbiotic strains. Scandent legumes present high survival of seedlings in nursery, and develop better in substrates with higher fertility, and generally present symbiosis with [...].

Um grande número de espécies e indivíduos de leguminosas escandentes estabelecendo simbiose com bactérias fixadoras de nitrogênio ocorrem na floresta Amazônica. Estas simbioses provavelmente desempenham importante papel, contribuindo para incorporação de nitrogênio neste ecossistema. Os objetivos deste trabalho foram avaliar o crescimento de oito espécies de leguminosas escandentes em cinco substratos no viveiro; comparar a nodulação com as estirpes de rizóbio introduzidas ou nativas destes substratos; e caracterizar esses rizóbios fenotípica e geneticamente. O experimento foi conduzido em delineamento inteiramente casualizado com cinco repetições. Cinco a sete meses após a emergência das mudas parâmetros de crescimento e nodulação foram determinados. A identificação das estirpes de rizóbios foi feita pelo sequenciamento parcial do gene 16S rRNA. A sobrevivência das mudas após o transplante variou de 93 a 98%, em um Argissolo (Ultisol de acordo com a classificação da USDA), coletado em floresta primária e adubado com todos os nutrientes, exceto nitrogênio (ULTfert), e na mistura argila e areia, na proporção 3:2 (CONV), respectivamente. Espécies que apresentaram altura superior a 30 cm, no geral, cresceram melhor nos substratos de maior fertilidade: ULTfert e solo Glei Húmico (GH). Das oito espécies estudadas, sete nodularam. A porcentagem de nodulação por substrato foi: AREIA, areia lavada com inóculo misto de 100 estirpes de rizóbio mais adubação (100), GH (80), CONV (100), ULT, horizonte A de Argissolo vermelho-amarelo coletado na Reserva Florestal Ducke (Manaus) (44) e ULTfert (55%). Bradyrhizobium spp. foram isolados de nódulos de todas as espécies e substratos. Burkolderia fungorum foi isolada de Dalbergia inundata. Este é o primeiro relato de identificação de estirpes simbióticas para Dalbergia riedelli e Dalbergia inundata. Leguminosas escandentes apresentaram alta sobrevivência de mudas em casa de vegetação e desenvolveram-se [...]

Características produtivas e nutricionais do capim-xaraés inoculado com bactérias diazotróficas associativas / Productive and nutritional characteristics of Xaraés grass inoculated with diazotrophic associative bacteria

O objetivo do trabalho foi avaliar as características produtivas e nutricionais do capim- xaraés inoculado com bactérias diazotróficas associativas, em primeiro cultivo em Latossolo Vermelho do Cerrado. O experimento foi realizado em casa de vegetação. O delineamento experimental foi inteiramente ao acaso, constituído por fatorial 6x3: três estirpes de bactérias diazotróficas associativas (MTAz8, MTH2 e Y2), uma combinação das estirpes MTAz8 e MTH2, adubação nitrogenada e testemunha absoluta, e três cortes (30, 60 e 90 dias), em cinco repetições. A inoculação foi feita por meio da inserção de uma alíquota de 5mL de caldo bacteriano contendo 108 células mL-1 no solo próximo ao sistema radicular. As variáveis avaliadas foram: massa seca da parte aérea, porcentagem de proteína bruta, acúmulo e concentração de nitrogênio na parte aérea e determinação do número de bactérias diazotróficas do solo. No tratamento adubado com nitrogênio, a produção de massa seca aumentou ao longo dos cortes. Entre as estirpes de bactérias associativas, a Y2 apresentou maior acúmulo de nitrogênio e maior população de bactérias no meio de cultura LGI. As características nutricionais do capim-xaraés decaíram à medida que foram realizados os cortes.(AU)

The aim of this study was to evaluate yield and nutritional characteristics of Xaraés grass inoculated with diazotrophic associative bacteria in the first cultivation in the Cerrado Oxisol. The experiment was conducted in the greenhouse. The experimental design was completely randomized factorial 6x3 consisting of: three strains of diazotrophic associative bacteria (MTAz8, MTH2 and Y2), a combination of strains MTAz8 and MTH2, nitrogen fertilization and absolute control, and three cuts (30, 60 and 90 days) in five replicates. The inoculation was performed by inserting an aliquot of 5ml of the bacterial broth containing 10 8 cells ml-1 in the soil near the root zone of each plant. The variables evaluated were: dry weight of shoot, crude protein, accumulation and nitrogen concentration in the shoot and determining the number of nitrogen-fixing bacteria in the soil. The fertilized soil dry matter production increased over the cuts. Among the strains Y2 showed higher accumulation of nitrogen and largest population of bacteria in the middle of the LGI culture. The nutritional characteristics of Xaraés grass declined as the cuts were made.(AU)

Diversity and capacity to promote maize growth of bacteria isolated from the Amazon region / Diversidade e capacidade de promoção de crescimento de milho de bactérias isoladas da região Amazônica

Maize plants can establish beneficial associations with plant growth-promoting bacteria. However, few studies have been conducted on the characterization and inoculation of these bacteria in the Amazon region. This study aimed to characterize endophytic bacteria isolated from maize in the Amazon region and to assess their capacity to promote plant growth. Fifty-five bacterial isolates were obtained from maize grown in two types of ecosystems, i.e., a cerrado (savanna) and a forest area. The isolates were characterized by the presence of the nifH gene, their ability to synthesize indole-3-acetic acid (IAA) and solubilize calcium phosphate (CaHPO4), and 16S rRNA partial gene sequencing. Twenty-four bacteria contained the nifH gene, of which seven were isolated from maize plants cultivated in a cerrado area and seventeen from a forest area. Fourteen samples showed the capacity to synthesize IAA and only four solubilized calcium phosphate. The following genera were found among these isolates: Pseudomonas; Acinetobacter; Enterobacter; Pantoea; Burkholderia and Bacillus. In addition, eight isolates with plant growth-promoting capacity were selected for a glasshouse experiment involving the inoculation of two maize genotypes (a hybrid and a variety) grown in pots containing soil. Inoculation promoted the development of the maize plants but no significant interaction between maize cultivar and bacterial inoculation was found. A high diversity of endophytic bacteria is present in the Amazon region and these bacteria have potential to promote the development of maize plants.

Plantas de milho podem estabelecer associações benéficas com bactérias promotoras do crescimento vegetal. No entanto, poucos estudos de caracterização e inoculação com essas bactérias foram realizados na região Amazônica. O objetivo deste estudo foi caracterizar bactérias endofíticas isoladas de milho na região Amazônica e avaliar sua capacidade de promover o crescimento. Cinquenta e cinco isolados bacterianos foram obtidos de plantas de milho cultivadas em diferentes tipos de ecossistemas, cerrado (savana) e área de floresta. Estes foram caracterizados pela presença do gene nifH, capacidade de sintetizar ácido indol-3-acético (AIA), solubilizar fosfato de cálcio (CaHPO4) e sequenciamento parcial do gene 16S rRNA. Vinte e quatro bactérias apresentaram o gene nifH. Destas, sete são oriundas de plantas cultivadas em uma área de cerrado e 17 em área de floresta. Quatorze bactérias demonstraram a capacidade de solubilizar AIA e quatro de solubilizar fosfato de cálcio. Entre estas bactérias, foram encontrados os seguintes gêneros: Pseudomonas; Acinetobacter; Enterobacter; Pantoea; Burkholderia e Bacillus. Oito isolados com capacidade de promoção do crescimento vegetal foram selecionados para experimento em casa de vegetação com a inoculação em dois diferentes genótipos de milho (um híbrido e uma variedade) em vasos com solo. Quanto à promoção de crescimento vegetal, a inoculação promoveu o desenvolvimento de plantas de milho, mas não foi encontrada interação significativa entre a cultivar de milho e a inoculação bacteriana. Na região Amazônica há uma diversidade de bactérias endofíticas e estas possuem potencial para promover o desenvolvimento de plantas de milho.

Common bean elite lines cultivated under nitrogen fertilization and inoculation with Rhizobium tropici / Linhagens elite de feijoeiro-comum cultivadas com fertilização nitrogenada e inoculação com Rhizhobium tropici

ABSTRACT:More efficient strains of Rhizobiumhave been selected for use in common bean. However, little effort was made with lines selection. The main goals of this research were to verify the presence of interaction involving common bean elite lines utilizing Nitrogen fertilization and Rhizobiuminoculation for grain yield and to identify lines with superior yields utilizing biological nitrogen fixation. Eight field trials were conducted at four location-years in Brazilian savanna, using randomized complete blocks design with three replications. Each trial was composed of 17 carioca elite lines. Every two tests in each location were planted side by side, one with mineral nitrogen fertilization (90kg) and the other one with inoculation with Rhizobium tropiciSEMIA 4080 strain. Elite lines interaction with nitrogen fertilization/inoculation was not important, so, it is possible to select lines for utilization in both growing systems. In some locations-years, interaction between lines and Rhizobiuminoculation was most affected by environment conditions, causing modification in lines classification according to the type of nitrogen supplying used. In general, the lines presented higher yields when fertilized with mineral nitrogen as compared with inoculation. The cultivar 'BRS Pontal' presented high and similar yields under both systems of nitrogen supply.

RESUMO:Estirpes de rizóbio mais eficientes têm sido selecionadas para uso em feijoeiro-comum. Entretanto, pouco tem sido feito na seleção de linhagens mais eficientes. Os objetivos desse trabalho foram verificar a presença de interação entre linhagens elite de feijoeiro-comum com uso de fertilização nitrogenada e inoculação com rizóbio, para produtividade de grãos e identificar linhagens com produção superior, quando inoculadas com rizóbio. Oito experimentos foram conduzidos em quatro locais/anos no cerrado brasileiro, compostos por 17 linhagens elite, em blocos ao acaso com três repetições. Em cada local/ano foram conduzidos dois experimentos, lado a lado: um com fertilização mineral de nitrogênio (90kg) e outro com inoculação com rizóbio. A interação entre as linhagens elite e o tipo de fornecimento de nitrogênio não foi importante, indicando que é possível selecionar linhagens para uso simultâneo nos dois sistemas de cultivo. Em alguns locais, a interação entre as linhagens e a inoculação com rizóbio foi mais afetada pelo ambiente, causando modificações na classificação das linhagens nos dois tipos de fornecimento de nitrogênio. De modo geral, a produtividade foi maior utilizando-se fertilização mineral, quando comparada com a inoculação. A cultivar 'BRS Pontal' apresentou produtividade alta e semelhante nos dois sistemas de fornecimento de nitrogênio.

Resposta de cultivares de feijoeiro-comum à inoculação das sementes com duas estirpes de rizóbio / Common bean cultivars response to seed inoculation with two rhizobium strains

Fixação simbiótica de nitrogênio pode ser uma alternativa para reduzir, ou mesmo substituir, a adubação nitrogenada do feijoeiro-comum, cultura na qual ainda há descrédito quanto aos benefícios da inoculação e que se caracteriza por aplicações de altas doses de N mineral. Com o objetivo de verificar a resposta de cultivares de feijoeiro-comum à inoculação das sementes com duas estirpes de rizóbio, foram conduzidos dois experimentos de campo na safra de inverno 2010 (Patos de Minas e Uberaba, MG). Utilizou-se o delineamento em blocos casualizados, com três repetições e esquema fatorial 8 x 3, envolvendo oito cultivares (União, Madrepérola, Supremo, Ouro Negro, Ouro Vermelho e Majestoso) e três tipos de inoculação (sementes não inoculadas e estirpes CIAT 899T e UFLA 04-173). Na floração, avaliaram-se o número e massa seca de nódulos, massa seca de parte aérea e teor e acúmulo de nitrogênio (N) na parte aérea e, na colheita, o rendimento de grãos com seus componentes primários, teor e acúmulo de N nos grãos. Constatou-se que as populações nativas promovem nodulação equivalente à das estirpes inoculadas. As estirpes CIAT 899T e UFLA 04-173 favorecem o crescimento vegetativo do feijoeiro. A estirpe CIAT 899T proporciona maior número de vagens e maior massa de grãos que a estirpe UFLA 04-173, e em Uberaba também proporciona maior rendimento de grãos. Quando a inoculação é realizada com a estirpe UFLA 04-173, as cultivares diferem quanto ao teor foliar de N. As cultivares Madrepérola, Ouro Negro e Ouro Vermelho apresentam mais nódulos e maior massa seca de parte aérea, além de maior produtividade em Patos de Minas. Ouro Negro situa-se entre as mais produtivas em Uberaba. Em Uberaba há maior acúmulo de matéria seca de nódulos e de parte aérea, mas o ambiente Patos de Minas resulta em maiores valores do rendimento de grãos e componentes.

The symbiotic nitrogen fixation can be an alternative to reduce, or even replace, the nitrogen (N) fertilization of the common bean crop, characterized by application of high doses of this nutrient. This work aimed to verify the response of common bean cultivars to the seed inoculation with two Rhizobium strains, conducting two field experiments in the winter-spring crop of 2010, at Patos de Minas and Uberaba, Minas Gerais State, Brazil. The experiment had a randomized block design, with three replications and a 8 x 3 factorial squemme, involving eight cultivars and three levels of inoculation. At flowering, it was evaluated the number of nodules, nodules dry mass, shoots dry weight, N content and accumulation in shoots and, at harvest, the grain yield and its primary components (100 grains weight, number of pods per plant, number of grains per pod) and the N content and accumulation in the grains. The Madrepérola, Ouro Negro and Ouro Vermelho cultivars present the highest number of nodules and higher dry mass; in Patos de Minas, the same cultivars show higher productivity, but in Uberaba, only Ouro Negro cultivar is among the most productive. In Uberaba there is the greater nodules dry weight and higher shoots dry matter, but the most favorable conditions in Patos de Minas results in higher values for grain yield and its components. In Uberaba, the CIAT 899T strain overcomes the UFLA 04-173 strain in relation to grain yield. In both environments, the CIAT 899T strain also shows superiority in number of pods per plant and weight of one hundred grains.

Influência da salinidade sobre o crescimento e a produção de ácido indol acético de Burkholderia spp. endofíticas de cana-de-açúcar / Salinity influence on the growth and production of indole acetic acid by endophytic Burkholderia spp. from sugarcane

A cana-de-açúcar é uma fonte importante de alimento e bioenergia. Assim, o estudo da interação com bactérias endofíticas que fixam o nitrogênio atmosférico (FBN) e produzem o ácido indol acético (AIA) vem sendo amplamente explorado. Porém, devido à sensibilidade bacteriana, tanto a produção de AIA, como a FBN, podem sofrer o impacto de fatores edafoclimáticos. O objetivo deste trabalho foi avaliar a influência de diferentes concentrações de NaCl sobre o crescimento bacteriano, a FBN e a produção de AIA in vitro de linhagens bacterianas do gênero Burkholderia, isoladas endofiticamente de plantas de cana-de-açúcar, cultivadas no estado de Pernambuco. Para tanto, duas linhagens bacterianas endofíticas das espécies Burkholderia gladioli e B. heleia foram inoculadas em meio TSA (com L-triptofano) acrescido de cinco concentrações de NaCl: 0,1; 1; 10; 25 e 50 g.L-1 e incubadas sob agitação. O crescimento bacteriano e a produção de AIA foram avaliados através de um espectrofotômetro por 48 horas. Para o teste de fixação de nitrogênio, as linhagens foram inoculadas em meio LGI-P semi-sólido acrescido de cinco concentrações de NaCl: 0,1; 1; 10; 25 e 50 g.L1 e incubadas a 28ºC por 10 dias. Foi possível observar que altas concentrações de NaCl influenciaram negativamente o crescimento bacteriano e a produção do AIA in vitro por B. glaidoli e B. heleia. E que, concentrações de NaCl acima de 25 g.L-1 inibiram a capacidade de fixar nitrogênio, de ambas as linhagens.

The sugarcane is an important source of food and bioenergy. So, the study of its interaction with endophytic bacteria that fix atmospheric nitrogen (BNF) and produce indole acetic acid (IAA) has been widely explored. However, due to bacterial sensitivity, both the production of IAA as the BNF may suffer the impact of soil and climatic factors. The goal of this study was to evaluate the influence of the NaCl different concentrations on the bacterial growth, on the BNF and on the IAA production in vitro by endophytic bacterial strains of the genus Burkholderia isolated from sugarcane plants grown in the Pernambuco State. In this study, two endophytic bacterial strains of Burkholderia gladioli and B. heleia species were inoculated in TSA (with L-tryptophan) added of five NaCl concentrations: 0.1, 1, 10, 25 and 50 g.L-1 and incubated under agitation. Bacterial growth and IAA production were assessed using a spectrophotometer for 48 hours. The nitrogen fixation test was carried out by the inoculation of the bacteria in semi-solid LGP-I added of five NaCl concentrations: 0.1, 1, 10, 25 and 50 g.L-1 and incubated at 28°C during 10 days. It was observed that high concentrations of NaCl influenced negatively the bacterial growth and indole acetic acid production in vitro by B. glaidoli and B. heleia. Nevertheless, NaCl concentrations above 25 g.L-1 inhibited the ability to fix nitrogen in both strains.

Seleção a campo de rizóbios nativos para cornichão / Field selection of native rhizobio for bird’s-foot trefoil

O cornichão (Lotus corniculatus L.) tem sido apontado como uma das forrageiras mais promissoras para o uso no Rio Grande do Sul. No entanto, pouco se conhece a respeito da interação dessas plantas com os rizóbios nativos em condições de campo. Este estudo visou a avaliar a eficiência das interações entre rizóbios e plantas de Lotus corniculatus cv. 'São Gabriel' em condições de campo. O experimento foi conduzido na Estação Experimental Agronômica da UFRGS com delineamento de blocos ao acaso com quatro repetições. Os tratamentos estudados foram: dois controles sem inoculação (um com a adição de 80kg ha-1 de nitrogênio na forma de uréia e outro sem a adição de nitrogênio); inoculação com rizóbios: estirpes SEMIA 816, recomendada no Brasil, U510, recomendada no Uruguai, U512, em estudo no Uruguai, e quatro isolados de rizóbios nativos (UFRGS Lc322, UFRGS Lc349, UFRGS Lc269 e Iso 7). O isolado UFRGS Lc322 e a estirpe U510 são mais eficientes do que a estirpe SEMIA 816, recomendada para cornichão no país. Além disso, a produção de forragem das plantas inoculadas com o isolado UFRGS Lc322 e a estirpe U510 superou a obtida com a adição de 80kg ha-1 de nitrogênio.

The bird's-foot trefoil (Lotus corniculatus L.) has been pointed as one of the most promising forage plants for use in Rio Grande do Sul. However, there is lack of information about the interaction of those plants with the native rhizobia in field conditions. This study aimed to evaluate the efficiency of interactions between rhizobia and plants of Lotus corniculatus cv. 'São Gabriel' in field conditions. The experiment was carried out in the Agronomic Experimental Station (EEA) of the Federal University of Rio Grande do Sul (UFRGS), using random block design with four replications. The treatments were: two controls without inoculation (one with the addition of urea corresponding to 80kg ha-1 of nitrogen and other without nitrogen addition); inoculation with rhizobia: strain SEMIA 816, recommended in Brazil, U150 recommended in Uruguay and U512, being studied in Uruguay, and four rhizobia isolates (UFRGS Lc322, UFRGS Lc349, UFRGS Lc269 e Iso 7). The rhizobia isolate Lc322 and the strain U510 are more efficient than the strain SEMIA 816, which is recommended for bird's-foot trefoil in the country. Furthermore, the forage production of plants inoculated with the isolate Lc322 and the strain U510 surpassed that, with the addition of 80kg ha-1 of nitrogen.

Understory structure in two successional stages of a Semi-deciduous Seasonal Forest remnant of Southern Brazil / Estrutura do sub-bosque em duas fases sucessionais de um fragmento de Floresta Estacional Semi-decidual do sul do Brasil

The knowledge of structure and composition of forest strata contributes to understanding the conservation status and dynamics of plant communities. The study of forest understory is important to the knowledge of the succession process. The Seasonal Subtropical Forest remnant named Mato do Silva (27º 55'26" S and 53º 53'15" W) was studied aiming to describe the structure of understory in the late successional forest (LF) and in the young secondary forest (SF), an 11 years old post-agricultural site with canopy dominance of Ateleia glazioveana Baill. The phytosociological survey was carried out through the point quarter method and included individuals of tree and shrub species from 0.5 to 3.0 m of height. The sampling consisted of 384 individuals in LF (67 species) and 284 individuals in SF (20 species). A total of 79 species were observed, and only eight species occurred in both areas. The specific diversity (H') was 3.45 and 2.42 nats in the understory of LF and SF, respectively. The Pielou's evenness index (J) was 0.85 to LF and 0.80 to SF, respectively. Cupania vernalis Camb. and Psychotria leiocarpa Müll. Arg. were the prominent species in the LF while A. glazioveana and Solanum mauritianum Scop. were outstanding in the SF understory. Shade-tolerant and late secondary tree species occurred in large proportion in the LF forest, while pioneers and early secondary tree species predominated in the SF. In addition, certain dominant species in the understory of the SF were absent in the LF understory, such as A. glazioveana, Solanum compressum L. B. Sm. & Downs, Helietta apiculata Bentham and Gledtisia amorphoides (Griseb.) Taubert, which indicates that such species are associated to early stages of forest succession. G. amorphoides is considered an endangered species, and the early successional stages could be necessary for conservation of this species. A decrease in the pH and mineral nutrient levels in the soil was linked to the successional process, indicating the transference of nutrients to the aboveground biomass.

O conhecimento da estrutura e composição dos estratos florestais contribui para a compreensão do estado de conservação e dinâmica das comunidades vegetais. O estudo do estrato inferior florestal é importante para o conhecimento sobre os processos de sucessão. O remanescente de Floresta Subtropical Estacional denominado Mato do Silva (27º 55' 26" S e 53º 53' 15" O) foi estudado objetivando descrever a estrutura do estrato arbustivo na floresta em estádio avançado de sucessão e na floresta secundária, sendo esta formada em uma antiga área agrícola abandonada há 11 anos, e que possui estrato superior dominado por timbó (Ateleia glazioveana Baill.). A amostragem fitossociológica foi realizada através do método de quadrantes e incluiu indivíduos de espécies lenhosas arbustivas e arbóreas entre 0,5 e 3 m de altura. Foram amostrados 384 indivíduos na área de floresta avançada (67 espécies) e 284 na área de floresta secundária (20 espécies). Foram observadas 79 espécies no total, e somente oito ocorreram em ambas as áreas. A diversidade específica (H') foi de 3,45 e 2,42 nats, respectivamente. O índice J de equitabilidade foi 0,85 para LF e 0,80 para SF, respectivamente. Na área de floresta estacional avançada, destacaram-se Cupania vernalis Camb. e Psychotria leiocarpa Müll. Arg., enquanto que na floresta secundária A. glazioveana e Solanum mauritianum Scop. As espécies esciófilas ou secundárias tardias foram dominantes no estrato inferior da floresta estacional avançada, enquanto que na floresta secundária predominaram as espécies arbóreas pioneiras e secundárias iniciais. Além disso, certas espécies dominantes na floresta secundária estão ausentes no estrato inferior da floresta avançada, tais como A. glazioveana, Solanum compressum L. B. Sm. & Downs, Helietta apiculata Benth. e Gledtisia amorphoides (Griseb.) Taubert, o que indica que estas espécies estão associadas a estádios iniciais de sucessão florestal. G. amorphoides é considerada em perigo de extinção, e os estádios sucessionais iniciais podem ser necessários para a conservação desta espécie. Observou-se uma redução do pH e concentração de nutrientes minerais associada ao processo sucessional, o que indica transferência de nutrientes para a biomassa aérea.

Doses de inoculante e nitrogênio na semeadura da soja em área de primeiro cultivo / Doses of inoculant and nitrogen at sowing of soybean in first cultivation area

A inoculação da cultura da soja com bactérias do gênero Bradyrhizobium, é uma prática amplamente difundida, devido aos ótimos resultados alcançados em produtividade, porém, algumas dúvidas ainda surgem em relação à necessidade de aplicação de nitrogênio mineral na semeadura. Neste sentido, este trabalho teve como objetivo avaliar a resposta da cultura da soja a doses de inoculante e nitrogênio mineral na semeadura em solo de primeiro ano de cultivo. Os experimentos foram realizados no Campo Experimental da Universidade do Estado de Mato Grosso, Campus de Alta Floresta, MT, nos anos agrícolas de 2006/2007 e 2007/2008. O delineamento experimental foi em blocos ao acaso, num esquema fatorial 2x4, com quatro repetições. Os fatores consistiram de inoculação das sementes com Bradyrhizobium japonicum (3 e 6 mL kg-1 de sementes), e adubação nitrogenada na semeadura (0, 10, 20 e 40 kg de N ha-1). As seguintes variáveis foram avaliadas: altura de plantas, altura de inserção da primeira vagem, número de vagens por planta, número de grãos por vagem, massa de 100 grãos e produtividade de grãos. Nos dois anos agrícolas não houve diferença significativa para as doses de inoculante aplicadas em primeiro ano de cultivo com soja. Para a aplicação de nitrogênio na semeadura da cultura da soja houve efeito quadrático para altura de plantas e de inserção da primeira vagem e linear crescente para número de vagens por planta no segundo ano de cultivo, porém, sem incremento significativo na produtividade.

The inoculation of soybean crop with Bradyrhizobium bacteria is a widespread practice, due to excellent results achieved in productivity, however, some doubt still arise in relation the need of application of mineral nitrogen at sowing. In that mean, this work aimed to evaluate the response of the doses at inoculant and mineral nitrogen in the sowing of crop soybean in area of first cultivation. The experiments were carried in the experimental field of the University of the Estate of Mato Grosso, Campus of Alta Floresta - MT, Brazil, in the growing seasons of 2006/2007 and 2007/2008. The experimental design was randomized blocks, in a factorial escheme 2 x 4, with four replications. The factors consisted in the inoculation of seeds with Bradyrhizobium japonicum (3 e 6 mL kg-1 of seeds), and nitrogen fertilizer at sowing (0, 10, 20 e 40 kg ha-1). The following variables were evaluated: plant height, insertion height of first pod, number of pod per plant, number of grain per pod, mass of 100 grain and grain productivity. In the two growing seasons there was no significant difference for doses of inoculants applied in first year of cultivation with soybean. To nitrogen application at sowing of soybean crop there was quadratic effect to plant height and of insertion height of first pod and growing linear to number of pod per plant in the second year of cultivation, however, without significant increase the productivity

Espaçamento entre linhas e densidade de semeadura em revegetação com espécie de tremoço visando à recuperação de solo degradado / Row space and sowing density in revegetation with lupin species in degraded soil restoration

A degradação do solo pela arenização no sudoeste do Rio Grande do Sul precisa ser controlada e, para isso, a revegetação é uma técnica eficiente e de baixo custo. A possibilidade de se utilizar uma espécie nativa da região para tais medidas de controle surge como uma alternativa viável do ponto de vista econômico e ecológico. O objetivo deste estudo foi testar a melhor maneira de cultivar Lupinus albescens Hook. & Arn., um tremoço nativo da região, visando à contenção da arenização. O experimento foi conduzido em uma área degradada em Alegrete, Rio Grande do Sul (RS), sul do Brasil. Os tratamentos foram espaçamentos com distância de 17, 34 e 51cm entre as linhas de plantio e número de plantas por metro linear (4, 8, 12, 16 e 20 plantas por metro linear). Os parâmetros analisados foram produção de biomassa na parte aérea, acúmulo de macronutrientes na biomassa da parte aérea, produção de sementes, peso e número de nódulos de fixação biológica de nitrogênio (FBN). Foi realizada análise da variância. Não houve interação significativa entre os dois fatores estudados. O fator espaçamento entre linhas (EL) produziu variação significativa para as diversas variáveis estudadas, com exceção do P acumulado na parte aérea. No caso do espaçamento entre linha, a análise da variância foi complementada por análise de regressão, e o valor para cada característica analisada foi estimado a partir dos modelos matemáticos gerados. O espaçamento entre linhas de 17cm favoreceu a produção de biomassa e o acúmulo de macronutrientes na biomassa da parte aérea, além do peso de nódulos de FBN. O espaçamento de 51cm foi mais eficiente para produção de sementes por planta. Conclui-se que, para plantios de contenção da arenização, o espaçamento de 17cm é mais eficiente, enquanto que, para plantios que objetivam produzir sementes, o espaçamento de 51cm é melhor.

The soil degradation by sandization in the Southwest of Rio Grande do Sul needs to be controlled and, therefore, revegetation is an efficient and low cost technique. The possibility to use a native species from this region for such control measures appears as a viable alternative in economical and ecological terms. The objective of this study was to test the more efficient way to crop Lupinus albescens Hook. & Arn., a native local plant, aiming sandization contention. The experiment was carried out in a degraded area located in Alegrete, RS, Southern Brazil. The treatments were spaced at a distance of 17, 34 and 51cm between rows plantation and number of plants by linear meter (4, 8, 12, 16 and 20 plants in each linear meter). The analyzed parameters were canopy biomass production, macronutrients in canopy biomass, seed production, weight and number of root nodules responsible by biological nitrogen fixation. The analysis of variance analysis was performed and there was no interaction between the factors. The row space produced significant variation for several variables, except for accumulated P in the canopy biomass. The number of plants by linear meter did not interfere on the characteristics analyzed. For the row space, the analysis of variance was complemented by regression analysis and the value for each analyzed characteristic, estimated by mathematical models. The row space of 17cm favored the production and macronutrients accumulation in canopy biomass, besides the weight of FBN nodules. Row space of 51cm was most efficient for seeds production. It was concluded that for crops that aims contention of sandization, row space of 17cm is more efficient, while for crops that aims to produce seeds, row space of 51cm is better.

Inoculação com cepas de rizóbio na cultura do feijoeiro / Inoculation with rhizobium strains in beans crop

O presente trabalho objetivou avaliar a resposta de Phaseolus vulgaris (L.) cv. 'Talismã' à inoculação com quatro cepas isoladas da região da Amazônia, UFLA 02-100, UFLA 02-127, UFLA 02-86 e UFLA 02-68, comparadas à cepa CIAT-899 (SEMIA4077), autorizada pelo MAPA como inoculante para cultura do feijoeiro. O experimento foi conduzido em campo na Universidade Federal de Lavras, utilizando-se o delineamento experimental em DBC, com sete tratamentos e com seis repetições, sendo cinco estirpes citadas e dois controles não inoculados, um com N-mineral (80kg ha-1 de N) e outra sem N-mineral. Foram avaliados a nodulação (número e massa seca de nódulos), o crescimento (massa seca da parte aérea), o rendimento de grãos e o teor e acúmulo de nitrogênio na parte aérea e nos grãos, além da eficiência relativa. A cepa UFLA 02-68 se destacou e promoveu rendimento de grãos semelhante ao da testemunha com 80kg ha-1 de nitrogênio, superando as demais estirpes, inclusive a CIAT 889.

This paper aimed to evaluate the effect of inoculation on Phaseolus vulgaris (L.) cv. 'Talismã' with four rhizobia strains isolated from Amazon region: UFLA 02-100, UFLA 02-127, UFLA 02-86 and UFLA 02-68, compared to inoculation with strain CIAT-899, officialy authorized as inoculant to common beans by MAPA. The experiment was carried out in the 'Universidade Federal de Lavras' campus, in a randomized block design, with 6 replications and 7 treatments. Treatments were the five strains and two controls: one receiving mineral-N (80kg N ha-1) and the other an absolut control. Nodule number and dry matter weight, shoot dry matter weight, grain yields and N-content both in shoots and grain were evaluated. Inoculation with strain UFLA 02-68 promoted highest grain yields, similar to the control receiving mineral-N, their yields were even higher than that of strain CIAT 889.

Inoculação das sementes e adubações nitrogenada e molíbdica do feijoeiro-comum, em Rolim de Moura, RO

The aim of this study was to evaluate the effects of seed inoculation with Rhizobium tropici and nitrogen and molybdenum fertilization on the performance of the common-bean (Phaseolus vulgaris L.). A complete randomized block design with four replicates was used, in a factorial arrangement 2x2x2, with the combinations of absence and presence of seed inoculation and nitrogen (N) and molybdenum (Mo) fertilization. Seeds inoculation was just before sowing with a peat inoculante composed by the strain CIAT 899 (SEMIA 4077), N was provided at sowing (10 kg.ha-1) and coverage (50 kg.ha-1) when the plants showed the third trifoliate sheet expand and Mo was applied by foliar spraying with 60 g.ha-1 when plants were at beginning of flowering . No effect of treatments on the dry mass of roots and the number of pods per plant was observed. N fertilization reduced nodulation of plants, however, N fertilization lead to an increase in height and dry mass of bean shoots. It was also observed that plants fertilized with N but in the absence of Mo shoed heavier grains. The interactions between N and Mo fertilization with inoculation of seed negatively affected the leaf N content and the number of grains per pod. The inoculation of seed in beans provided grain yields similar to those provided by the treatment with N fertilization.

O objetivo deste estudo foi avaliar o desempenho do feijoeiro-comum (Phaseolus vulgaris L) em função da inoculação de sementes com Rhizobium tropici e das adubações nitrogenada e molibdica. Utilizou-se o delineamento em blocos casualizados, com quatro repetições, em arranjo fatorial 2x2x2, constituindo-se das combinações de ausência e presença de inoculação de sementes, da adubação molíbdica e da adubação nitrogenada. A inoculação das sementes foi imediatamente antes da semeadura com inoculante turfoso composto da estirpe CIAT 899 (SEMIA 4077); a adubação nitrogenada foi na semeadura (10 kg.ha-1) e em cobertura (50 kg.ha-1), quando as plantas apresentaram a terceira folha trifoliolada expandida e o molibdênio (Mo) foi aplicado em pulverização foliar na dose de 60 g.ha-1. Não foram observados efeitos dos tratamentos para a massa seca de raízes e o número de vagens por planta. A adubação nitrogenada reduziu a nodulação nos feijoeiros. Todavia, com a adubação nitrogenada foi verificado incremento na altura e na massa seca da parte aérea dos feijoeiros. Grãos de feijão mais pesados foram observados em feijoeiros adubados com N na ausência de Mo. As interações entre adubação nitrogenada e molibdica com inoculação de sementes afetaram, também, o teor de N foliar e o número de grãos por vagem A inoculação de sementes proporcionou nos feijoeiros rendimentos de grãos semelhantes aos fertilizados com N.

Polyphasic characterization of Gluconacetobacterdiazotrophicus isolates obtained from different sugarcane varieties / Caracterização polifásica de isolados de Gluconacetobacterdiazotrophicus obtidos de diferentes variedades de cana-de-açúcar

A polyphasic approach was applied to characterize 35 G. diazotrophicus isolates obtained from sugarcane varieties cultivated in Brazil. The isolates were analyzed by phenotypic (use of different carbon sources) and genotypic tests (ARDRA and RISARFLP techniques). Variability among the isolates was observed in relation to the carbon source use preference. Glucose and sucrose were used by all isolates in contrast to myo-inositol, galactose and ribose that were not metabolized. The results of the analysis showed the presence of two groups clustered at 68 percent of similarity. The genetic distance was higher when RISA-RFLP analysis was used. Analysis of 16S rDNA sequences from isolates showed that all of them belonged to the G. diazotrophicus species. Neither effect of the plant part nor sugarcane variety was observed during the cluster analysis. The observed metabolic and genetic variability will be helpful during the strain selection studies for sugarcane inoculation in association with sugarcane breeding programs.

Foi realizado a caracterização polifásica de 35 isolados obtidos de variedades de cana-de-açúcar cultivadas no Brasil, através de testes fenotípicos (uso de fontes diferentes de carbono) e genotípicos (técnicas de ARDRA e RISA-RFLP). Houve variação entre os isolados com relação à utilização de fontes de carbono. Glicose e sacarose foram usadas por todos isolados, diferentemente de mio-inositol, galactose e ribose que não foram metabolizados. Os resultados da análise polifásica dos dados confirmam a formação de dois grupos, que apresentaram 68 por cento de similaridade. Observou-se maior distância genética entre os isolados quando a técnica de RISA-RFLP foi aplicada. O sequênciamento da região 16S do rDNA mostrou que todos os isolados pertencem à espécie G. diazotrophicus. Não foi observado efeito da parte da planta ou variedade de cana-de-açúcar no agrupamento dos isolados. Em conjunto, esses resultados poderão auxiliar no estudo de seleção de estirpes para inoculação em cana-de-açúcar, orientando programas de melhoramento vegetal.

Caracterização morfológica, fisiológica e infectividade em planta de estirpes de Frankia isoladas de nódulos de Casuarina / Morphological, physiological and plant infectivity characterization of Frankia strains isolated from Casuarina’s nodules

Frankia são microrganismos capazes de fixar N2 quando em simbiose com espécies arbóreas, denominadas plantas actinorrízicas. Este estudo foi conduzido para caracterizar morfologicamente, fisiologicamente e avaliar a nodulação de quatro estirpes referência de Frankia (HFPCcI3, JCT287, KB5 e F59) e 12 estirpes(IPRF) isoladas de nódulos de Casuarina. Todas as estirpes (Referência e IPRF) foram Gram-positivas e 50% foram “acid-fast”. As estirpes de Frankia alcalinizaram o meio de cultura, exceto IPRF006, IPRF008e IPRF010. As colônias das estirpes F59, IPRF002, IPRF004, IPRF005 e IPRF011, produziram melanina. Entre as estirpes referência, apenas a JCT287 cresceu no meio de cultura com pH 5,5, enquanto no meio com pH 6,0 as duas, JCT287 e KB5, apresentaram crescimento. A análise de regressão mostrou uma relação linear (Y = 67,56+ 3,88X e R2=0,5862, p<0,05) e coeficiente de correlação de Pearson (r=0,766,p<0,05) entre número de esporos e hifas (120 a 480 UFC mL-1) e proteína total (18 a 145 µg mL-1). Foi observado que a estirpe F59 apresentou uma maior proporção de proteína total (50%) do que a JCT287(7,0%) e, que as estirpes IPRF mostraram valores entre 17,5 e 29,3%. Todas as estirpes produziram compostos indólicos com valores variando de 5,9 a 98,8 µM.

Frankia are soil microorganisms that form symbiosis with roots of tree species called actinorhizal plants and are capable of fixing atmospheric N2. This study was carried out to characterize morphologically, physiologically and to assess the nodulation of four Frankia reference strains (HFPCcI3, JCT287, KB5and F59) and 12 (IPRF) isolated from root nodules of Casuarina plants. All strains (Reference and IPRF)were characterized as Gram-positive and 50% as acid-fast. The Frankia strains produced alkali in the culture medium, except the IPRF006, IPRF008 and IPRF010. The colonies of strains F59, IPRF002, IPRF004,IPRF005, and IPRF011 produced melanin. Among reference strains, only JCT287 grew in culture mediawith pH 5.5, while with pH 6.0 both strains JCT287 and KB5 presented growth. The regression analysis showed a linear relationship (Y = 67.56+ 3.88X and R2=0.5862, p<0.05) and Pearson’s correlation coefficient(r=0.766, p<0.05) between number of spores and hyphae (120 to 480 UFC mL-1) and total protein (18 to 145µg mL-1). It was observed that the strains F59 had a higher proportion of total protein 50.0% than JCT287with 7.0% and that the IPRF strains showed values between 17.5 and 29.3%. All strains presented ability to produce indolic compounds in growth media with values ranging from 5.9 to 98.8 µM.

Response of micropropagated sugarcane varieties to inoculation with endophytic diazotrophic bacteria

Previous studies estimated that sugarcane could obtain up to 60% of total nitrogen accumulated from BNF. Here a mixture of five endophytic diazotrophic strains was tested in a field trial, inoculated in two micropropagated sugarcane varieties and three locals, to determine the effects on commercial crop conditions. The sugarcane plantlets were inoculated in vitro, and after 17 months of growing in the field, the productivity and BNF contribution showed to be influenced by the plant genotype and soil type. The highest BNF contributions was observed in the poorest soil for both varieties. Smaller increases in productivity were observed for SP 701143 variety grown in soil with low or medium fertility. In contrast, a decrease in the stem productivity was observed in the SP 813250 variety grown in the three localities.

Experimentos anteriores estimaram que a cana-de-açúcar pode obter até 60% do N acumulado via fixação biológica de nitrogênio (FBN). Neste trabalho, os efeitos da inoculação da mistura de cinco espécies de bactérias diazotróficas endofíticas foram testados em duas variedades de cana-de-açúcar micropropagadas, sob condições de campo. Após 17 meses de crescimento, a produtividade e a FBN apresentaram influência do genótipo vegetal e da localidade de cultivo. As maiores contribuições via FBN foram observadas no solo de menor fertilidade, para ambas variedades de cana-de-açúcar. Pequenos aumentos de produtividade foram observados para a variedade SP 701143 nos solos de baixa e média fertilidade. Por outro lado, a inoculação na variedade SP 813250 apresentou decréscimo de produtividade nos três tipos de solo testados.

Evaluation of the biological nitrogen fixation contribution in sugarcane plants originated from seeds and inoculated with nitrogen-fixing endophytes

The inoculation technique with endophytic diazotrophic bacteria in sugarcane has been shown as an alternative practice to plant growth promotion. The aim of this work was to evaluate the biological nitrogen fixation (BNF) contribution by different strains of Herbaspirillum seropedicae and Gluconacetobacter diazotrophicus in sugarcane plant inoculated from seeds. The seeds were planted in pots filled with non-sterile soil, inoculated with the bacterial strains and grown 10 months outside of the greenhouse. The BNF contribution of the inoculated bacteria varied depending on the plant species used as a control. The highest BNF contribution as well as the highest populations of reisolated bacteria was observed with inoculation of H. seropedicae strains. The roots appeared to be the preferential tissues for the establishment of the inoculated species.

A técnica de inoculação com bactérias diazotróficas endofíticas na cana-de-açúcar apresenta-se como uma prática alternativa para promover o crescimento vegetal menos dependente da adubação nitrogenada. Este trabalho teve como objetivo avaliar a contribuição da fixação biológica de nitrogênio (FBN) por diferentes estirpes de Herbaspirillum seropedicae e Gluconacetobacter diazotrophicus inoculadas em plantas de cana-de-açúcar originadas de semente. As sementes foram plantadas em vasos com solo não estéril, inoculadas com as diferentes bactérias e mantidas por 10 meses ao ar livre. As maiores contribuições da FBN ocorreram com a inoculação de estirpes Herbaspirillum seropedicae, e dependeram da espécie vegetal utilizada como testemunha. As raízes apresentaram-se como o órgão vegetal preferencial para o estabelecimento das espécies inoculadas.