Bioremediation of heavy metal-polluted environments by non-living cells from rhizobial isolates.

Rhizosphere bacteria, for example, rhizobia, can play several roles, and one of the most important, the protection of plant roots against toxic conditions and other environmental stresses. In this work, the action of Cu2+ and Cr6+ on cell growth and EPS production of four strains of rhizobia, Rhizobium tropici (LBMP-C01), Ensifer sp. (LBMP-C02 and LBMP-C03), and Rhizobium sp. LBMP-C04, were tested. The results confirmed the strong effect of Cu2+ and Cr6+ on bacterial exopolysaccharides (EPS) synthesis, and how cells can adsorb these metals, which may be a key factor in the interactions between rhizosphere bacteria and host plants in heavy metal-contaminated soils. Here, we emphasize the importance of proving the potential of treating bacterial cells and their extracellular EPS to promote the bio-detoxification of terrestrial and aquatic systems contaminated by heavy metals in a highly sustainable, economic, and ecological way.

Co-inoculation and inoculation methods of plant growth-promoting bacteria in wheat yield performance / Coinoculação e métodos de inoculação de bactérias promotoras de crescimento de plantas no desempenho produtivo da cultura do trigo

Several studies have reported the beneficial effects of inoculation of Azospirillum brasilense in wheat, but only a few of them have related the co-inoculation of A. brasilense and Rhizobium sp. and the evaluation of different inoculation methods. This study aimed i) to verify the efficiency of plant growth-promoting bacteria (PGPB) in subtropical environments, ii) to verify the efficiency of co-inoculation of A. brasilense and Rhizobium sp., and iii) to verify the efficiency of the management of different inoculation methods in the wheat crop. The experiments were carried out in Londrina and Apucarana, State of Paraná, Brazil, under a complete randomized block design, with four replications and nine treatments: T1) absence of nitrogen (N) topdressing, T2) 30 kg ha−1 of N topdressing, T3) 60 kg ha−1 of N topdressing, T4) A. brasilense Ab-V5 in the seeds, T5) A. brasilense Ab-V5 in post-emergence, T6) A. brasilense Ab-V5 + Rhizobium sp. 53GRM1 in the seeds, T7) A. brasilense Ab-V5 + Rhizobium sp. 53GRM1 in post-emergence, T8) commercial inoculant (A. brasilense Ab-V5 + Ab-V6) in the seeds, and T9) commercial inoculant (A. brasilense Ab-V5 + Ab-V6) in postemergence. The number of ears per linear meter, number of spikelets, number of grains per spikelet, number of grains per ear, thousand-grain weight, number of spikelets to ears ratio, leaf nitrogen content, and grain yield were evaluated. Leaf N content and yield components showed no alterations due to the inoculation and co-inoculation performed both in the seed and in the post-emergence of seedlings. Treatments T3, T7, and T9 showed the highest means of grain yield (2077.50, 1743.12, and 1660.62 kg ha−1, respectively), demonstrating that co-inoculation with A. brasilense Ab-V5 + Rhizobium sp. 53GRM1 and inoculation with A. brasilense Ab-V5 + Ab-V6, both in post-emergence of seedlings, have the potential to replace the topdressing nitrogen fertilization in wheat.(AU)

Em trigo, embora diversos estudos já tenham sido relatados sobre os efeitos benéficos da inoculação de Azospirillum brasilense, são escassos na literatura trabalhos relacionados ao uso de coinoculação de A. brasilense e Rhizobium sp., bem como a avaliação de diferentes métodos de inoculação. Os objetivos do estudo foram: i) verificar a eficiência de bactérias promotoras do crescimento de plantas (BPCP) em ambientes subtropicais; ii) verificar a eficiência da coinoculação de A. brasilense e Rhizobium sp.; e iii) verificar a eficiência do manejo de diferentes métodos de inoculação na cultura do trigo. Os experimentos foram conduzidos nos municípios de Londrina e Apucarana, Paraná, sob o delineamento experimental de blocos completos ao acaso, com quatro repetições e nove tratamentos: T1) ausência de nitrogênio (N) em cobertura; T2) 30 kg ha-1 de N em cobertura; T3) 60 kg ha-1 de N em cobertura; T4) A. brasilense Ab-V5 nas sementes; T5) A. brasilense Ab-V5 em pós-emergência; T6) A. brasilense Ab-V5 + Rhizobium sp. 53GRM1 nas sementes; T7) A. brasilense Ab-V5 + Rhizobium sp. 53GRM1 em pós-emergência; T8) Inoculante comercial (A. brasilense Ab-V5 + Ab-V6) nas sementes; e T9) Inoculante comercial (A. brasilense Ab-V5 + Ab-V6) em pós-emergência. Foram avaliadas as seguintes características: número de espigas por metro linear, número de espiguetas, número de grãos por espigueta, número de grãos por espiga, massa de mil grãos, relação número de espiguetas e espigas, teor de nitrogênio nas folhas e produtividade de grãos. O teor de N foliar e os componentes do rendimento não foram alterados pela inoculação e coinoculação realizada tanto na semente quanto em pós-emergência das plântulas. Os tratamentos T3, T7 e T9 apresentaram as maiores médias de produtividade de grãos (2077,50; 1743,12 e 1660,62 kg ha-1, respectivamente), demonstrando que a coinoculação com A. brasilense Ab-V5 + Rhizobium sp. 53GRM1, bem como a inoculação com A. brasilense Ab-V5 + Ab-V6, ambos em pós-emergência das plântulas, apresentam potencial para substituir a adubação nitrogenada de cobertura na cultura do trigo.(AU)

The Response of Red Clover (Trifolium pratense L.) to Separate and Mixed Inoculations with Rhizobium leguminosarum and Azospirillum brasilense in Presence of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons.

This study aimed to evaluate the impact of co-inoculation Rhizobium sp. and Azospirillum sp. on plant (Trifolium pratense L.) growth in the presence of polycyclic aromatic hydrocarbon (PAH) contamination (anthracene, phenanthrene, and pyrene). Eight strains from the genus Rhizobium leguminosarum bv. trifolii were selected for biotest analysis. Two methods of inoculation were used in the chamber experiment: (1) R. leguminosarum alone and (2) a combined inoculant (R. leguminosarum and Azospirillum brasilense). For comparison, non-contaminated controls were also used. The results demonstrated that co-inoculation of plants with Rhizobium and Azospirillum resulted in more root and shoot biomass than in plants inoculated with R. leguminosarum alone. The results indicated that application of a co-inoculation of bacteria from Rhizobium and Azospirillum species had a positive effect on clover nodulation and growth under the condition of PAH contamination.

Effect of the fertilization and growth promoting microrganisms on Schizolobium parahyba / Efeito da adubação e microrganismos promotores de crescimento sobre Schizolobium parahyba

The objective of this work was to evaluate the effect of the chemical and biological fertilizing on the development of two varieties of Schizolobium parahyba, paricá and guapuruvú. The chemical fertilizer NPK 20-05-20 and the plant growth promoting microorganisms, Rhizobium sp. (Rhi) and Rhizophagus clarus (Arbuscular Mycorrhizal Fungus - AMF). The experimental design was a randomized complete block with five replicates and eight treatments. Forty-six day old seedlings of each variety were planted in pits containing hydroretent gel. Then the treatments were added: 1. Control; 2. Rhi; 3. AMF; 4. NPK; 5. Rhi + NPK; 6. Rhi + AMF; 7. AMF + NPK; 8. Rhi + AMF + NPK. Plant length, stem diameter and survival in the environment were evaluated. The ANOVA followed by the Duncan test (α = 0,05) was used to compare the means of the treatments. In the four evaluated periods (37, 111, 250 and 360 days), both varieties had a positive effect on height, diameter and survival when applied to NPK treatments. The interaction AMF and Rhizobium sp. favored the growth in diameter of the guapuruvú. For paricá variety that same treatment provided higher growth in height, however, AMF impaired development in diameter of this variety. Thus, it was observed that under low fertility conditions, the interaction AMF + Rhi favored a greater resistance of guapuruvú to abiotic stress compared to treatment 3, and the presence of grasses in the experimental area may have contributed to the reduction on the development of S. parahyba.(AU)

O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito da adubação química e biológica no desenvolvimento de duas variedades de Schizolobium parahyba, paricá e guapuruvú. O adubo químico NPK 20-05-20 e os microrganismos promotores de crescimento de plantas, Rhizobium sp. (Rhi) e Rhizophagus clarus (fungo micorrízico arbuscular - FMA). O delineamento experimental utilizado foi de blocos casualizados, com cinco repetições e oito tratamentos. Plântulas com 46 dias de idade de cada variedade foram plantadas em covas contendo gel hidratante. Em seguida, os tratamentos foram adicionados: 1. Controle; 2. Rhi; 3. FMA; 4. NPK; 5. FMA + Rhi; 6. Rhi + NPK; 7. FMA + NPK; 8. FMA + Rhi + NPK. O comprimento das plantas, o diâmetro do caule e a sobrevivência no ambiente foram avaliados. A ANOVA seguida do teste de Duncan (α = 0,05) foi utilizada para comparar as médias dos tratamentos. Nos quatro períodos avaliados (37, 111, 250 e 360 dias), ambas as variedades tiveram efeito positivo na altura, diâmetro e sobrevivência quando aplicadas aos tratamentos com NPK. A interação FMA e Rhizobium sp. favoreceu o crescimento em diâmetro do guapuruvú. Para a variedade paricá, o mesmo tratamento proporcionou maior crescimento em altura, entretanto, o FMA prejudicou o desenvolvimento em diâmetro dessa variedade. Assim, observou-se que sob condições de baixa fertilidade, a interação FMA + Rhi favoreceu uma maior resistência do guapuruvú ao estresse abiótico comparado ao tratamento 3, e a presença de gramíneas na área experimental pode ter contribuído para a redução no desenvolvimento de S parahyba.(AU)

Effect of the fertilization and growth promoting microrganisms on Schizolobium parahyba / Efeito da adubação e microrganismos promotores de crescimento sobre Schizolobium parahyba

The objective of this work was to evaluate the effect of the chemical and biological fertilizing on the development of two varieties of Schizolobium parahyba, paricá and guapuruvú. The chemical fertilizer NPK 20-05-20 and the plant growth promoting microorganisms, Rhizobium sp. (Rhi) and Rhizophagus clarus (Arbuscular Mycorrhizal Fungus - AMF). The experimental design was a randomized complete block with five replicates and eight treatments. Forty-six day old seedlings of each variety were planted in pits containing hydroretent gel. Then the treatments were added: 1. Control; 2. Rhi; 3. AMF; 4. NPK; 5. Rhi + NPK; 6. Rhi + AMF; 7. AMF + NPK; 8. Rhi + AMF + NPK. Plant length, stem diameter and survival in the environment were evaluated. The ANOVA followed by the Duncan test (α = 0,05) was used to compare the means of the treatments. In the four evaluated periods (37, 111, 250 and 360 days), both varieties had a positive effect on height, diameter and survival when applied to NPK treatments. The interaction AMF and Rhizobium sp. favored the growth in diameter of the guapuruvú. For paricá variety that same treatment provided higher growth in height, however, AMF impaired development in diameter of this variety. Thus, it was observed that under low fertility conditions, the interaction AMF + Rhi favored a greater resistance of guapuruvú to abiotic stress compared to treatment 3, and the presence of grasses in the experimental area may have contributed to the reduction on the development of S. parahyba.

O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito da adubação química e biológica no desenvolvimento de duas variedades de Schizolobium parahyba, paricá e guapuruvú. O adubo químico NPK 20-05-20 e os microrganismos promotores de crescimento de plantas, Rhizobium sp. (Rhi) e Rhizophagus clarus (fungo micorrízico arbuscular - FMA). O delineamento experimental utilizado foi de blocos casualizados, com cinco repetições e oito tratamentos. Plântulas com 46 dias de idade de cada variedade foram plantadas em covas contendo gel hidratante. Em seguida, os tratamentos foram adicionados: 1. Controle; 2. Rhi; 3. FMA; 4. NPK; 5. FMA + Rhi; 6. Rhi + NPK; 7. FMA + NPK; 8. FMA + Rhi + NPK. O comprimento das plantas, o diâmetro do caule e a sobrevivência no ambiente foram avaliados. A ANOVA seguida do teste de Duncan (α = 0,05) foi utilizada para comparar as médias dos tratamentos. Nos quatro períodos avaliados (37, 111, 250 e 360 dias), ambas as variedades tiveram efeito positivo na altura, diâmetro e sobrevivência quando aplicadas aos tratamentos com NPK. A interação FMA e Rhizobium sp. favoreceu o crescimento em diâmetro do guapuruvú. Para a variedade paricá, o mesmo tratamento proporcionou maior crescimento em altura, entretanto, o FMA prejudicou o desenvolvimento em diâmetro dessa variedade. Assim, observou-se que sob condições de baixa fertilidade, a interação FMA + Rhi favoreceu uma maior resistência do guapuruvú ao estresse abiótico comparado ao tratamento 3, e a presença de gramíneas na área experimental pode ter contribuído para a redução no desenvolvimento de S parahyba.

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.