Mycorrhization stimulant based in formononetin associated to fungicide and doses of phosphorus in soybean in the cerrado / Estimulante de micorrização a base de formononetina associado à fungicida e doses de fósforo em soja no cerrado

Arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) are obligatory biotrophics, which complicates the feasibility of producing inoculants. Thus, the discovery of substances capable of stimulating mycorrhizal colonization, like the isoflavone formononetin emerges as a promising alternative to explore the benefits of AMF native soil in extensive crops system. The aim of this study was evaluate the application of the isoflavone formononetin (7-hydroxy-4'-methoxy isoflavone) andfungicide via seed in Cerrado soil in no-tillage system and fertilization with two doses of phosphorus in soybean under field and controlled conditions. In the field experiment the treatments were three levels of formononetin (0, 0.5 and 1.0 mg Formononetin seed-1) in the absence and presence of fungicide (Carbendazim + Thiram commercial mix) applied to seeds with two doses of phosphorus (100 % and 33% of the recommended fertilization). The study was conducted until the maturation of soybeans. The greenhouse conditions experiment was implemented with the same treatments used in the field research and the flowering stage of the soybean plant was simulated water stress during 10 days, returning to normal irrigation until to harvest the soybean grain. Applying of formononetin stimulated the increased of mycorrhizal colonization, number of nodules, vegetative growth and soybean production in the greenhouse. In the field research the treatments contributed to attenuate the negative effect of the fungicide Carbendazim + Thiram in soybean reflecting increased soybean production and adequate supply of soil phosphorus besides high density of propagules of natives AMF that contributed to reduce the benefits of stimulating mycorrhizal (formononetin) in this research.

Os fungos micorrízicos arbusculares (FMAs) são biotróficos obrigatórios, o que dificulta a viabilidade da produção de inoculantes. Com a descoberta de substâncias capazes de estimular a colonização micorrízica, o isoflavonóide formononetina surge como uma alternativa promissora para explorar os benefícios dos FMAs nativos do solo em cultivos extensivos. O objetivo do presente estudo foi de avaliar os efeitos das aplicações do isoflavonóide formononetina (7-hydroxy-4'-methoxy isoflavone) e de fungicida nas sementes em solo do Cerrado no sistema de plantio direto com duas doses de fósforo na cultura da soja em campo e em casa de vegetação. No experimento de campo os tratamentos foram três doses de formononetina (0, 0,5 e 1,0 mg de Formononetina semente-1); na ausência e presença de fungicida (Mistura comercial Carbendazim + Thiram) aplicado via semente e duas doses de fósforo (100 % e 33 % da adubação recomendada). O experimento de casa de vegetação foi implantado com os mesmos tratamentos utilizado no estudo em campo e na fase de florescimento das plantas de soja foi simulado um estresse hídrico, por 10 dias, retornando a irrigação normal até a colheita dos grãos. A aplicação de formononetina estimulou aumento da colonização micorrízica, número de nódulos, crescimento vegetativo e a produção de grãos soja em condições de déficit hídrico simulado em casa de vegetação e no no estudo de campo contribui para amenizar o efeito negativo dos fungicidas nas plantas de soja refletindo em aumento da produção da soja.

Phosphorus availability changes the internal and external endomycorrhizal colonization and affects symbiotic effectivenes

Despite the awareness that high phosphorus (P) availability decreases the mycorrhizal root colonization in higher plants, the effects on the external mycelium are contradicting. The aim of this work was to assess the external mycelium of the arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) Glomus intraradices and Gigaspora rosea, associated to soybean under increasing P levels (0, 25, 50, 100 and 200 mg kg-1). The tested hypotheses were: a) the amount of external mycelium depends on the fungal species; b) the P levels affect diferentially each mycorrhizal species; c) the mycorrhizal effectiveness depends on the amount of external mycelium. Mycorrhizal stimulus on plant biomass occurred at P levels of 0, 25 and 200 mg kg-1. Mycorrhizal root colonization and total external mycelium (TEM) decreased with increasing P levels. At zero P level, G. rosea produced less TEM than G. intraradices, which may be related to the lower mycorrhizal effectiveness for G. rosea. Both AMF increased the active external mycelium along P levels, but this increase was not related with symbiotic effectiveness. TEM was found to be closely related to root colonization and mycorrhizal effectiveness. The root colonization and TEM are mutually afected by P availability. Althoug G. intraradices produced more TEM than G. rosea along the P levels, they seemed to affect similarly the TEM for both AMF. More AMF species should be assessed in order to attest whether P levels affect the external mycelium differentially among them.

Apesar do conhecimento de que a disponibilidade de fósforo diminui a colonização micorrízica, os efeitos sobre o micélio externo são contraditórios. O objetivo desse trabalho foi avaliar o micélio externo dos fungos micorrízicos arbusculares (FMA) Glomus intraradices e Gigaspora rosea, associados à soja, sob doses crescentes de P (0, 25, 50, 100 e 200 mg kg-1). As hipóteses foram: a) a quantidade de micélio externo depende da espécie fúngica; b) cada espécie fúngica é afetada diferentemente pelas doses de P; c) a eficiência micorrízica depende da quantidade de micélio externo. Os FMA estimularam a produção de biomassa pela planta nas doses 0, 25 e 200 mg kg-1 de P. A colonização micorrízica e o micélio externo total (MET) diminuíram com o aumento das doses de P. Na dose zero de P, G. rosea produziu menos MET que G. intraradices, o que pode explicar a menor eficiência simbiótica dessa espécie. Ambos FMA apresentaram aumento do micélio externo ativo com o aumento das doses de P, mas isso não teve relação com a eficiência simbiótica. O MET apresentou correlação com a colonização radicular e com a eficiência micorrízica. A colonização radicular e o MET são mutuamente afetados pela disponibilidade de P. Embora G. intraradices tenha produzido mais MET que G. rosea em todas as doses de P, estas afetaram similarmente o MET em ambos FMA. Mais fungos micorrízicos devem ser testados para avaliar se a disponibilidade de P afeta diferencialmente o micélio externo entre as espécies.

Phosphorus availability changes the internal and external endomycorrhizal colonization and affects symbiotic effectivenes

Despite the awareness that high phosphorus (P) availability decreases the mycorrhizal root colonization in higher plants, the effects on the external mycelium are contradicting. The aim of this work was to assess the external mycelium of the arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) Glomus intraradices and Gigaspora rosea, associated to soybean under increasing P levels (0, 25, 50, 100 and 200 mg kg-1). The tested hypotheses were: a) the amount of external mycelium depends on the fungal species; b) the P levels affect diferentially each mycorrhizal species; c) the mycorrhizal effectiveness depends on the amount of external mycelium. Mycorrhizal stimulus on plant biomass occurred at P levels of 0, 25 and 200 mg kg-1. Mycorrhizal root colonization and total external mycelium (TEM) decreased with increasing P levels. At zero P level, G. rosea produced less TEM than G. intraradices, which may be related to the lower mycorrhizal effectiveness for G. rosea. Both AMF increased the active external mycelium along P levels, but this increase was not related with symbiotic effectiveness. TEM was found to be closely related to root colonization and mycorrhizal effectiveness. The root colonization and TEM are mutually afected by P availability. Althoug G. intraradices produced more TEM than G. rosea along the P levels, they seemed to affect similarly the TEM for both AMF. More AMF species should be assessed in order to attest whether P levels affect the external mycelium differentially among them.

Apesar do conhecimento de que a disponibilidade de fósforo diminui a colonização micorrízica, os efeitos sobre o micélio externo são contraditórios. O objetivo desse trabalho foi avaliar o micélio externo dos fungos micorrízicos arbusculares (FMA) Glomus intraradices e Gigaspora rosea, associados à soja, sob doses crescentes de P (0, 25, 50, 100 e 200 mg kg-1). As hipóteses foram: a) a quantidade de micélio externo depende da espécie fúngica; b) cada espécie fúngica é afetada diferentemente pelas doses de P; c) a eficiência micorrízica depende da quantidade de micélio externo. Os FMA estimularam a produção de biomassa pela planta nas doses 0, 25 e 200 mg kg-1 de P. A colonização micorrízica e o micélio externo total (MET) diminuíram com o aumento das doses de P. Na dose zero de P, G. rosea produziu menos MET que G. intraradices, o que pode explicar a menor eficiência simbiótica dessa espécie. Ambos FMA apresentaram aumento do micélio externo ativo com o aumento das doses de P, mas isso não teve relação com a eficiência simbiótica. O MET apresentou correlação com a colonização radicular e com a eficiência micorrízica. A colonização radicular e o MET são mutuamente afetados pela disponibilidade de P. Embora G. intraradices tenha produzido mais MET que G. rosea em todas as doses de P, estas afetaram similarmente o MET em ambos FMA. Mais fungos micorrízicos devem ser testados para avaliar se a disponibilidade de P afeta diferencialmente o micélio externo entre as espécies.

Aspects of arbuscular mycorrhizal fungi in an atlantic forest chronosequence parque estadual turístico do Alto Ribeira (petar), SP

Mycorrhizal colonization was assessed in roots of trees within an Atlantic Forest chronosequence, located in the southeastern of São Paulo State, Brazil, inside Tourist State Park of the High Ribeira Valley (PETAR). The phytosociological survey was carried out in three adjacent areas, all on calcareous soil, which correspond to different time intervals during which they have been left abandoned following a slash-and-burn agricultural perturbation. Early Phase (EP) with 15 years; Mid Phase (MP) with 25 years; and Late Phase (LP) with more than 36 years without clear-cut. The inventory indicated a continuum of tree species substitution, which is dominated by species of Leguminosae, especially Piptadenia gonoacantha (Mart.) J.F. Macbr. (Mimosoideae) in the earlier successional phases. Mycorrhizal colonization, estimated by the occurrence of the mycorrhizal structures in the tree species roots, diminished during the season with less rain (winter), and showed no significant differences between successional phases in the wet season (summer). Rather, the mycorrhizal colonization was correlated with occurrence of the tree’s successional status: being positively correlated with occurrence of pioneer species, and negatively correlated with late secondary species. Mycorrhizal colonization was also correlated negatively with soil organic matter and base saturation. Twenty five species of arbuscular mycorrhizal fungi belonging to four genera were identified. Six species were only identified to generic level. The species Glomus etunicatum Becker & Gerd. represented 10% of the total number of spores and occurred in all phases and seasons, while the genus Glomus represented 57% of the total of spores found in the rhizosphere. The diversity indices evaluated for the mycohrriza community were: H’ = 2.3, J’ = 0.97 and R = 4.12. These results are a contribution to the knowledge of The Atlantic Forest biodiversity and may have implications to support programs regarding rehabilitation of degraded vegetation in one of the World’s most threatened Biomes.

Foi levantada a ocorrência de colonização por micorriza nas raízes das espécies arbóreas que dirigem a sucessão secundária sobre solo calcário em uma área localizada no Parque Estadual Turístico do Alto Ribeira (PETAR), sudeste do Estado de São Paulo, Brasil. O levantamento fitossociológico foi realizado em três áreas justapostas correspondentes a diferentes idades de abandono após cultivo de subsistência sobre um solo calcário: Fase Inicial com 15 anos; Fase Intermediaria com 25 anos e Fase Tardia com mais de 36 anos sem corte raso. O inventário indicou a predominância de espécies da família das leguminosas, especialmente Piptadenia gonoacantha (Mimosoideae) nos estágios iniciais de sucessão. A ocorrência de colonização por micorriza nas raízes das espécies arbóreas decresceu ao longo da sucessão durante a estação com menos chuva (inverno). Durante o período de verão, estação mais úmida, a colonização não apresentou diferenças significativas entre as fases de sucessão. A colonização por micorriza nas raízes apresentou correlação com a ocorrência de diferentes estratégias de regeneração entre as espécies arbóreas: positivamente com o aumento de ocorrência de espécies pioneiras e negativamente com espécies secundárias tardias. A colonização apresentou também correlação negativa com o conteúdo de matéria orgânica e saturação de bases no solo. Foram identificadas 25 espécies de fungos micorrizicos arbusculares pertencentes a quatro gêneros, e seis espécies apenas foram identificadas ao nível de gênero. A espécie Glomus etunicatum Becker & Gerd. representou 10 % dos esporos encontrados na rizosfera das amostras analisadas, tendo ocorrido em todas as fases sucessionais e estações. O gênero Glomus representou 57% do total de esporos. Os índices de diversidade para a comunidade de fungos micorrizicos indicaram os seguintes valores: H’ = 2.3, J’ = 0.97 e R = 4.12. Estes resultados são importantes contribuições para um melhor conhecimento da biodiversidade da Mata Atlântica e podem ser decisivos no sucesso de ações para a reabilitação de áreas degradadas neste que é um dos biomas mais ameaçados do planeta.

Arbuscular mycorrhiza and kinetic parameters of phosphorus absorption by bean plants

The mechanisms that determine greater P absorption by mycorrhizal plants are still not completely clear, and are attributed, in part, to an increase in the number of absorption sites promoted by the hyphae, and/or to a greater affinity of the colonized hypha or root carriers to P. The effect of mycorrhizae formed by Glomus etunicatum on the kinetic parameters of P absorption by the roots and on P influx in bean plants of the IAC-Carioca cultivar was evaluated, in two distinct plant development periods: at the onset of flowering and at the pod-filling stage (35 and 50 days after sowing, respectively). A mixture of sand and silica (9:1) was utilized as substrate and irrigated with nutrient solution. The kinetics assay was performed by the method of 32P depletion from the solution (depletion curve), using intact plants. Mycorrhization promoted greater growth and P absorption by bean plants, which was more conspicuously observed at the pod-filling stage. Mycorrhizal plants showed higher values of maximum ion uptake rate (Vmax) and net P influx at the flowering stage. Lower minimum ion concentration (Cmin) and Michaelis-Menten constant (Km) values were verified in mycorrhizal plants at the pod-filling stage. Mycorrhizal plants also presented higher net P influx per plant, in both stages. Cmin was the kinetic parameter more intimately related to P absorption, and a significant correlation was obtained between this parameter and shoot P content and accumulation in bean plants.

Os mecanismos envolvidos na maior absorção de P pela planta micorrizada ainda não estão totalmente esclarecidos, atribuindo-se, em parte, ao aumento no número de sítios de absorção promovido pela hifa e/ou maior afinidade dos carregadores da hifa ou da raiz colonizada ao P. Avaliou-se o efeito da micorriza formada por Glomus etunicatum nos parâmetros cinéticos da absorção radicular de P e no influxo de P em feijoeiro, cultivar IAC-Carioca, em duas épocas do ciclo da planta, início do florescimento e enchimento das vagens (35 e 50 dias após semeadura, respectivamente). Empregou-se como substrato areia e sílica (9:1) irrigado com solução nutritiva. O ensaio de cinética foi realizado pelo método do esgotamento do 32P da solução (curva de depleção), empregando-se a planta inteira. A micorrização promoveu maior crescimento e absorção de P pelas plantas, principalmente na fase de enchimento das vagens. As plantas micorrizadas que se encontravam no estádio de florescimento tiveram maior velocidade máxima de absorção (Vmax) e influxo líquido de P. Menores valores de concentração mínima de P na solução (Cmin) e da constante de Michaelis-Menten (Km) foram constatados nas plantas micorrizadas, na fase de enchimento das vagens. As plantas micorrizadas também apresentaram maior influxo líquido de P por planta, em ambas as fases. A Cmin foi o parâmetro que mais se relacionou com a absorção de P, ocorrendo correlação significativa entre este e o teor e acúmulo de P na parte aérea do feijoeiro.

Arbuscular mycorrhiza and kinetic parameters of phosphorus absorption by bean plants

The mechanisms that determine greater P absorption by mycorrhizal plants are still not completely clear, and are attributed, in part, to an increase in the number of absorption sites promoted by the hyphae, and/or to a greater affinity of the colonized hypha or root carriers to P. The effect of mycorrhizae formed by Glomus etunicatum on the kinetic parameters of P absorption by the roots and on P influx in bean plants of the IAC-Carioca cultivar was evaluated, in two distinct plant development periods: at the onset of flowering and at the pod-filling stage (35 and 50 days after sowing, respectively). A mixture of sand and silica (9:1) was utilized as substrate and irrigated with nutrient solution. The kinetics assay was performed by the method of 32P depletion from the solution (depletion curve), using intact plants. Mycorrhization promoted greater growth and P absorption by bean plants, which was more conspicuously observed at the pod-filling stage. Mycorrhizal plants showed higher values of maximum ion uptake rate (Vmax) and net P influx at the flowering stage. Lower minimum ion concentration (Cmin) and Michaelis-Menten constant (Km) values were verified in mycorrhizal plants at the pod-filling stage. Mycorrhizal plants also presented higher net P influx per plant, in both stages. Cmin was the kinetic parameter more intimately related to P absorption, and a significant correlation was obtained between this parameter and shoot P content and accumulation in bean plants.

Os mecanismos envolvidos na maior absorção de P pela planta micorrizada ainda não estão totalmente esclarecidos, atribuindo-se, em parte, ao aumento no número de sítios de absorção promovido pela hifa e/ou maior afinidade dos carregadores da hifa ou da raiz colonizada ao P. Avaliou-se o efeito da micorriza formada por Glomus etunicatum nos parâmetros cinéticos da absorção radicular de P e no influxo de P em feijoeiro, cultivar IAC-Carioca, em duas épocas do ciclo da planta, início do florescimento e enchimento das vagens (35 e 50 dias após semeadura, respectivamente). Empregou-se como substrato areia e sílica (9:1) irrigado com solução nutritiva. O ensaio de cinética foi realizado pelo método do esgotamento do 32P da solução (curva de depleção), empregando-se a planta inteira. A micorrização promoveu maior crescimento e absorção de P pelas plantas, principalmente na fase de enchimento das vagens. As plantas micorrizadas que se encontravam no estádio de florescimento tiveram maior velocidade máxima de absorção (Vmax) e influxo líquido de P. Menores valores de concentração mínima de P na solução (Cmin) e da constante de Michaelis-Menten (Km) foram constatados nas plantas micorrizadas, na fase de enchimento das vagens. As plantas micorrizadas também apresentaram maior influxo líquido de P por planta, em ambas as fases. A Cmin foi o parâmetro que mais se relacionou com a absorção de P, ocorrendo correlação significativa entre este e o teor e acúmulo de P na parte aérea do feijoeiro.