Prévia do material em texto
UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA CENTRO DE CIENCIAS RURAIS CAMPUS DE CURITIBANOS Gabriela Izidoro Lohn Eficiência da nodulação e FBN de rizóbios isolados do planalto catarinense em feijoeiro comum (Phaseolus vulgaris L.) Curitibanos 2021 Gabriela IzidoroLohn Eficiência da nodulação e FBN de rizóbios isolados do planalto catarinense em feijoeiro (Phaseolusvulgaris L.) Trabalho Conclusão do Curso de Graduação em Agronomia do Centro de Ciência Rurais da Universidade Federal de Santa Catarina como requisito para a obtenção do título de Bacharel emAgronomia. Orientador (a)Profª Dra. Glória Regina Botelho Curitibanos 2021 Confia ao SENHOR as tuas obras, e teus pensamentos serão estabelecidos. Provérbios 16:3 AGRADECIMENTOS Gostaria de agradecer a Deus pela oportunidade da vida, por estudar em uma Universidade Federal, fazendo o que mais amo e o que mais me inspira todos os dias. Em segundo lugar, agradeço imensamente a minha mãe, que me apoiou financeiramente, fisicamente e mentalmente, pois sem ela com certeza não teria chego até aqui, ela é uma das minhas maiores inspirações no estudo, pois desde cedo batalhou sozinha para ser boa naquilo que exerce. Em especial agradeço aos meus irmãos por serem meu exemplo, grandes profissionais na área que escolheram atuar. Agradeço imensamente a minha Orientadora Glória, que sempre me apoiou desde o ano de 2018, é responsável por toda a experiência adquirida dentro do laboratório de microbiologia, seus ensinamentos como professora/orientadora foram muito relevantes para meu crescimento profissional, dentro do laboratório encontrei meu amor pela pesquisa. Agradeço imensamente o laboratório de química analítica e aos servidores Ketlin e Claudio pelos ensinamentos e por toda a paciência durante os meses de análises, com certeza o enriquecimento do meu trabalho não teria sido tão valioso sem os seus conhecimentos, vocês são incríveis meu muito obrigada. Agradecimento especial a minha amiga Evelyn França Pereira por todo carinho, alegrias e histórias que vivenciamos dentro da Universidade, agradeço por estar presente em todas as fases da minha pesquisa. E aos demais colegas que durante a graduação foram de extrema importância. Finalizo agradecendo ao meu namorado Renan, pela paciência e companheirismo ao longo da minha caminhada acadêmica, por todas as vezes que me acompanhou na confecção, preparo, implantação e condução do meu Trabalho de Conclusão de Curso, com certeza sua presença deixou muito mais leve a minha passagem acadêmica, obrigada. RESUMO Na cultura alimentícia brasileira, o consumo do feijoeiro é alto. É consumido há mais de dez mil anos em diversos países, sendo necessária uma produção capaz de atender ao mercado extremamente exigente. Atualmente, diversos são os entraves presente na produção dessa cultura. Uma delas a alta utilização de adubação nitrogenada, a fim de atribuir ganhos produtivos, já que a cultura demanda de N em altas quantidades para seu completo desenvolvimento. As leguminosas, em geral, possuem como característica a simbiose com bactérias capazes de realizar a FBN, com potencial de suprir a total ou parcial demanda de N da cultura. Neste sentido, uso de bactérias adaptadas ao local em que a cultura será inserida, pode ser responsável pela redução na utilização de adubação de N. O objetivo com este trabalho foi avaliar a capacidade de nodulação e FBN no feijoeiro de isolados da coleção do Laboratório Microrganismos Promotores de Crescimento de Plantas (LMPCP). Foram utilizados nove isolados da coleção. O experimento foi instalado na UFSC campus Curitibanos. O delineamento experimental foi em blocos casualizados, com onze tratamentos (T1aT9, sendo respectivamente: RBZ01 RBZ02, RBZ03, RBZ04, RBZ05, RBZ06, RBZ07, RBZ08, RBZ09; T10 CIAT899 Rhizobium tropici - estirpe padrão e T11 testemunha). As sementes de feijão Tuiuiú foram desinfestadas e inoculadas dentro defluxo laminar. Foram conduzidas em vasos Leonard até o estádio R6 e após 75 dias, houve a coleta das plantas. Foram avaliados a massa seca e úmida da parte aérea, do sistema radicular, de nódulos ativos e inativos, teor de N foliar e produção de AIA pelos isolados. Os dados foram submetidos à análise de variância (ANOVA) e quando significativo, ao método de Scott Knott a 5%. Para todos os parâmetros analisados houve diferença significativa entre os tratamentos. Os resultados obtidos demostraram maior acúmulo de massa seca da CIAT899 e RBZ09. Na massa seca do sistema radicular, CIAT, RBZ09 e RBZ08 não se diferenciaram estatisticamente entre si. No acúmulo de biomassa seca dos nódulos ativos, RBZ08 foi superior à CIAT899. Para nódulos inativos, o acúmulo de massas úmida e seca o RBZ06, foi superior a CIAT899. Para teor de N foliar, RBZ01 obteve maior média em relação à estirpe padrão. Na análise qualitativa de AIA, 24h após a inoculação, apenas RBZ01 e RBZ04 não produziram AIA. Na análise de produção quantitativa, RBZ02, RBZ05, RBZ06, e RBZ08 se diferenciaram da CIAT899, com médias superiores, evidenciando incremento na produção do sistema radicular. Houve eficiência na nodulação e FBN para o feijão, especialmente RBZ01, RBZ02, RBZ05, RBZ06, RBZ08 e RBZ09, sugerindo novos estudos com esses isolados. Palavras-chave: Microrganismos. Nitrogênio. Nodulação. Crescimento ABSTRACT In the Brazilian food culture, the consumption of beans is high. It has been consumed for over ten thousand years in several countries, requiring a production capable of meeting the extremely demanding market. Currently, there are several obstacles present in the production of this culture. One of them is the high use of nitrogen fertilization, in order to attribute productive gains, since the culture demands high amounts of N for its complete development. Legumes in general are characteristic of symbiosis with fixative bacteria capable of performing FBN, with the potential to supply the N demand of the total or partial culture. In this sense, the use of bacteria adapted to the place where the culture will be inserted may be responsible for the reduction in the use of N. The objective of this work was to evaluate the nodulation capacity and FBN in common bean from isolates from the collection of the Plant Growth Promoter Microorganisms Laboratory (LMPCP). Nine isolates from the collection were used. The experiment was installed at (UFSC), campus Curitibanos. The experimental design was in randomized blocks, with eleven treatments (T1aT9, respectively: RBZ01 RBZ02, RBZ03, RBZ04, RBZ05, RBZ06, RBZ07, RBZ08, RBZ09; T10 CIAT899 Rhizobium tropici - standard strain; and T11 control). The Tuiuiú bean seeds were disinfected and inoculated within the laminar flow. They were conducted in Leonard pots, until the R6 stage and after 75 days, the plants were collected. The dry and wet mass of shoots, root system, active and inactive nodules, leaf N content, and AIA production by the isolates were evaluated. Data were submitted to analysis of variance (ANOVA) and, when significant, the Scott Knott method at 5%. For all parameters analyzed there was a significant difference between treatments. The results obtained showed greater accumulation of dry mass of CIAT899 and RBZ09. In the dry mass of the root system, CIAT, RBZ09 and RBZ08 did not differ statistically from each other. In the accumulation of dry biomass of activenodules, RBZ08 was superior to CIAT899. For inactive nodules, the accumulation of wet and dry masses for RBZ06 was higher than for CIAT899. For leaf N content, RBZ01, obtained a higher average compared to the standard strain. In the qualitative analysis of AIA, 24h after inoculation, only RBZ01 and RBZ04 did not produce AIA showed a yellowish color. In the quantitative production analysis, RBZ02, RBZ05, RBZ06, and RBZ08 differed from CIAT899, with higher means, showing an increase in the production of the root system. There was nodulation efficiency and FBN for beans, especially RBZ01, RBZ02, RBZ05, RBZ06, RBZ08 and RBZ09, suggesting new studies with these isolates. Keywords: Microorganisms. Nitrogen.Nodulation. Growth LISTA DE TABELAS Tabela 1 - Efeito na inoculação de rizóbios na massa da parte aérea do feijão cultivar IPR tuiuiú ............................................................................................................................................. ...25 Tabela 2 - Efeito na inoculação de rizobios na massa da raiz do feijão cultivar tuiuiú .....................26 Tabela 3 - Efeito da inoculação de rizóbios na massa dos nódulos ativos do feijão cultivar IPR tuiuiú ...................................................................................................................................................28 Tabela 4-Efeito da inoculação de rizobios na massa dos nódulos inativos do feijão cultivar tuiuiú. ..................................................................................................................................................29 Tabela 5 - Efeito da inoculação de rizóbios na porcentagem de massa seca dos nódulos ativos e inativos do feijão cultivar tuiuiú ......................................................................................................30 Tabela 6 - Efeito da inoculação de rizóbios no teor de nitrogênio da parte aérea ..............................31 Tabela 7 - Análise qualitativa de produção AIA (24h) ......................................................................32 Tabela 8 - Análise quantitativa de produção do AIA .........................................................................34 LISTA DE FIGURAS Figura 1 - Confecção de vasos Leonard ................................................................................... 21 Figura 2 - Espectrofotômetro para leitura da absorbância da análise de AIA ......................... 24 Figura 3 - Capacidade de estímulo ao enraizamento do isolado RBZ05 .................................. 27 Figura 4- Demonstração do experimento evidenciando a testemunha ..................................... 32 Figura 5 - Coloração do teste qualitativo do AIA ................................................................... 33 SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO .................................................................................................................... 12 1.1 JUSTIFICATIVA ................................................................................................................. 14 1.2 OBJETIVOS ......................................................................................................................... 15 1.1.1Objetivo Geral .................................................................................................................. 15 1.1.2Objetivos específicos ......................................................................................................... 15 2 REFERENCIAL TEÓRICO .............................................................................................. 16 2.1 ORIGEM E PRODUÇÃO DO FEIJÃO ............................................................................... 16 2.2 EXIGÊNCIAS DE NITROGÊNIO E ADUBAÇÃO PARA O FEIJOEIRO ....................... 17 2.3 NITROGÊNIO E A FIXAÇÃO BIOLÓGICA DE NITROGÊNIO (FBN) ......................... 18 2.4 RIZÓBIOS RECOMENDADOS PARA CULTURA DO FEIJOEIRO E NATIVOS ........ 19 3 MATERIAL E MÉTODOS ................................................................................................ 21 3.1 ORIGEM DOS RIZÓBIOS NATIVOS ............................................................................... 21 3.2 DESCRIÇÃO EXPERIMENTAL ........................................................................................ 21 3.3 PREPARO DOS INÓCULOS, INOCULAÇÃO E SEMEADURA .................................... 22 3.4 DESISNFESTAÇÃO DAS SEMENTES ............................................................................. 22 3.5 CONDUÇÃO DO EXPERIMENTO E COLETA DAS PLANTAS ................................... 22 3.6 PARÂMETROS AVALIADOS NA PLANTA ................................................................... 23 3.6.1 Massa de raiz, nódulos e parte aérea – úmida e seca ................................................... 23 3.6.2 Classificação de nódulo – Ativos e inativos ................................................................... 23 3.6.3 Nitrogênio total da parte aérea ...................................................................................... 23 3.7 PARÂMETRO AVALIADO NAS BACTÉRIAS ............................................................... 23 3.7.1 Produção de Ácido Indolacético (AIA) .......................................................................... 23 4 RESULTADOS E DISCUSSÃO ......................................................................................... 25 4.1 AVALIAÇÃO DO EFEITO DA INOCULAÇÃO DE RIZÓBIOS NA PLANTA ............. 25 4.1.1 Efeito na parte aérea ....................................................................................................... 25 4.1.2 Efeito no sistema Radicular ............................................................................................ 26 4.1.3 Avaliação da nodulação pela massa de nódulos ativos ................................................. 27 4.1.4 Teor de nitrogênio foliar ................................................................................................. 30 4.2 PRODUÇÃO DE ÁCIDO INDOL ACÉTICO NOS ISOLADOS ....................................... 32 5 CONCLUSÃO ...................................................................................................................... 35 REFERÊNCIAS ....................................................................................................................... 36 12 1 INTRODUÇÃO O feijão comum (Phaseolus vulgaris L.) é a leguminosa mais utilizada como base na alimentação para a maioria dos povos, a mais de dez mil anos (SALVADOR, 2017). Mesmo com a alta demanda desse produto no mercado, sua produção, no âmbito geral vem diminuindo, por consequência de grandes oscilações, como preço pago ao produto (SALVADOR, 2017). Em relação ao último ano houve redução, também, por conta de problemas climáticos (CONAB, 2021). Diante disso, diversos são os entraves para que se detenham altas produções mesmo em áreas consideradas pequenas, já que a grande maioria da produção do feijoeiro é concentrada em pequenas áreas (LOLLATO; SEPULCRI; DEMARCHI, 2001). No cenário mundial, o Brasil, foi considerado entre os anos de 2016-2018, o terceiro maior produtor do feijão, com 26,8 milhões de toneladas, representando 11% da produção mundial (CONAB, 2020). O planalto catarinense tem destaque na produção dentro do estado. Porém, há várias limitações na produção, como o manejo inadequado dos solos, baixo uso de tecnologias, como sementes não certificadas, baixo controle de pragas e doenças e deficiência de nitrogênio no solo (ALMEIDA; SANGOI, 1994 apud LISOT, 2017). Na cultura do feijoeiro, o nitrogênio é muito importante para seu completo desenvolvimento. Além de serresponsável pela produtividade, o N é um dos responsáveis pelo processo da fotossíntese (EMBRAPA, 2000). O amarelecimento de parte aérea faz com que haja diminuição na fotossíntese, o que reduz o crescimento fisiológico da planta (EMBRAPA, 2000). Entretanto, seu uso incorreto acaba por trazer danos às plantas e ao ambiente, sendo levado por lixiviação e ocorrendo contaminações de lençol freático (CARVALHO; REIN, 2019). Visando uma solução para reduzir a adubação nitrogenada, como também para minimizar problemas relacionados à produção e a questões ambientais, mantendo a produtividade elevada, estudos estão sendo realizados a fim de encontrar métodos alternativos. Uma das alternativas é o uso de rizóbios que possibilitam a fixação biológica do nitrogênio (FBN) para as leguminosas, como feijão (PEIXOTO, 2014). Tais bactérias realizam a simbiose, absorvem N2 do ar e transformam em NH3. A amônia gerada através desse processo será utilizada pela planta, para que haja transformação em aminoácidos ou em outros compostos que serão utilizados para o seu desenvolvimento (RUFINI, 2010). O uso dessas bactérias, através da inoculação, permite a redução da adubação nitrogenada, 13 promovendo a economia na produção de leguminosas, fazendo com que haja aumento na biomassa (GUALTER, 2007; BIZARRO, 2008; SANTANA et al., 2018). Algumas bactérias fixadoras de N utilizadas em inoculantes comerciais foram isoladas de regiões com temperaturas mais altas e pH de solo mais ácido (MARTINS et al., 2012). A região de Curitibanos que se encontra no planalto do estado, possui verão longo, morno e úmido e inverno curto e fresco, com temperatura que varia de 6° ate 26°C, raramente inferior a 0° ou superior a 28°C, possuindo chuvas bem distribuídas durante todo o ano (CLIMATE, 2017). Essas características podem dificultar a adaptação dos rizóbios utilizados em inoculantes, pois não se mostraram significativamente efetivos na região. Isto causou a desistência de sua utilização por grande parte dos agricultores, mesmo sendo considerado de baixo custo. Uma possibilidade de utilização de rizóbios na cultura do feijão é o isolamento de indivíduos mais adaptados às condições edafoclimáticas e efetivos na FBN (LISOT; ARONI; WIBBELT, 2019). Além do exposto, o feijão possui outras limitações no que diz respeito à FBN (RUFINI, 2010). Um exemplo são os Programas de melhoramento genético, em que as seleções de cultivares foram direcionadas para que as plantas respondessem aos adubos nitrogenados, sem considerar a FBN (ANDRADE, 2001). Para incrementar o uso rizóbios na cultura do feijão, um a nova perspectiva no melhoramento genético deve ser considerada. No presente trabalho, foram testados isolados do banco de germoplasma de Microrganismos Promotores de Crescimento em Plantas (LMPCP), da Universidade Federal de Santa Catarina Campus Curitibanos. Esses rizóbios foram isolados da região de Curitibanos e estão sendo testados desde 2016, para avaliar sua eficiência na nodulação e FBN. Com os trabalhos vem sendo percebidos que os isolados, possuem melhor adaptação quando comprado com a estirpe padrão CIAT899. 14 1.1 JUSTIFICATIVA O feijoeiro é uma cultura de interesse social. Dessa forma, sua produção deve ser alta, para que a demanda seja atendida (RESENDE, 2002). A adubação e correto manejo do solo devem ser atendidas (HUNGRIA; MENDES 2001). Espécies como o feijoeiro, quando associado aos rizóbios, através do processo simbiótico, conseguem se beneficiar do suprimento do nitrogênio fornecido por essas bactérias, reduzindo o uso de adubos nitrogenados (MENDES, 2007; GONCALVES et al., 2008). A utilização de adubos nitrogenados é a precursora para a produção, mesmo quando em pequenas áreas de cultivo. Porém, a utilização desses adubos pode acarretar problemas ambientais, como a contaminação do lençol freático (RESENDE, 2002). Por isso, as bactérias fixadoras de nitrogênio vêm ganhando espaço em muitos estudos, pois além de obter diminuição de custos de produção, ainda promove redução de possíveis impactos ambientais (RATZ et al, 2017). Diferentes bactérias simbióticas são encontradas para as culturas. No caso do feijão, as bactérias que comumente realizam simbiose são do gênero Rhizobium (HUNGRIA et al., 2001; MEYER et al., 2015). Por isso, essas bactérias devem ser estudadas para que se tenha melhor adaptabilidade em diferentes regiões, possibilitando maior capacidade de nodulação, atendendo às exigências da cultura e do solo em que será cultivada (EPAGRI, 1992; CHAGAS; JUNIOR et al., 2010). A região de Curitibanos já foi responsável por grande parte da produção do feijoeiro no estado (CONAB, 2018). Porém, houve declínio nas áreas cultivadas na região, principalmente, pelo fato do elevado custo de produção (EPAGRI, 2017). Diante disso, devem-se achar alternativas rentáveis, fazendo com que os produtores se sintam estimulados a produzir novamente (EPAGRI, 2017). Então, a busca por alternativas que promovam maior eficiência na implantação da cultura, tem enfatizado a utilização de rizóbios adaptados, reduzindo o uso de adubação nitrogenada. 15 1.2 OBJETIVOS 1.1.1 Objetivo Geral Avaliar a eficiência na fixação biológica de nitrogênio de rizóbios isolados da microrregião de Curitibanos no crescimento do feijoeiro comum (Phaseolus vulgaris L.). 1.1.2 Objetivos específicos Comparar eficiência dos isolados em relação à estirpe de R.tropici (CIAT899), utilizada como padrão; Quantificar a produção de AIA (ácido indol acético) pelos isolados. 16 2 REFERENCIAL TEÓRICO 2.1 ORIGEM E PRODUÇÃO DO FEIJÃO A origem evolutiva do feijão e a sua diversificação primária ocorreram nas Américas, mas existem muitas controvérsias quanto ao local exato (EMBRAPA, 2000). Vestígios arqueológicos mostram que o gênero Phaseolus é cultivado a mais de dez mil anos (FREITAS, 2006). Existem diversas hipóteses sobre a origem e domesticação do feijoeiro. A mais aceita, até hoje, é a que houve dois centros de origem e um terceiro, com menor expressão. Esses relatos evidenciam que há tipos selvagens que foram encontrados na região central das Américas, especificamente, no México, sendo esse o primeiro centro e o local de onde se disseminou a maioria das cultivares de grãos pequenos, como o caso do carioca. Já as sementes mais graúdas, conhecidas como Jalo, tiveram seu desenvolvimento no norte da Argentina e sul do Peru, sendo esse considerado o segundo cetro de origem. Como o terceiro , aponta-se a Colômbia (EMBRAPA, 2000). As diferenças encontradas nos três centros de origem e domesticação do feijoeiro se dão pelo tipo de proteína encontrado nos grãos. Enquanto os feijoeiros advindos do México, conhecidos como mesoamericanos têm uma proteína chamada Faseolina do tipo S, os de origem do sul dos Andes possuem Faseolina do tipo T e são chamados de andinos. Já nos provenientes da Colômbia encontram-se a proteína do tipo S e T, os tipos B, C e H (EMBRAPA, 2000). Os registros do feijoeiro são os mais antigos do mundo. Isso porque desde o antigo Egito e na Grécia, os feijões cultivados eram cultuados como símbolo da vida. Já em Roma, essa cultura era utilizada em festas gastronômicas e utilizada como moeda em forma de pagamento em apostas (EMBRAPA, 2000). Documentos apontam, também que os guerreiros troianos, utilizavam o feijão como seu prato principal durante as guerras. Segundo a Organização das Nações Unidas para alimentação e Agricultura (FAO), a produção mundial de feijão vem crescendo desde 1960 (FUSCALDI e PRADO, 2004). Nos últimos cinco anos, a produção mundial tem oscilado entre 16,1 e 17,8 milhões de toneladas (CONAB, 2018). No período entre 2010 a 2014, a produção mundial média foi de 23,8 milhões de toneladas(FAO, 2017). Mesmo com os decréscimos que vêm ocorrendo em áreas cultivadas, os rendimentos de produção cresceram, evidenciando o uso de tecnologias no campo (EMBRAPA, 2009). Desde 2002, cerca de 65% da produção mundial, originou-se de seis países, sendo o Brasil, o terceiro maior produtor, com produção de 3.328 mil toneladas 17 (CONAB, 2018;FAO, 2020).Essa representa 11% da produção mundial que onde engloba o feijão preto, de cores e caupi (FAO, 2020). No Brasil, são cultivados cinco milhões de hectares dessa cultura, e a característica de ciclo curto do feijoeiro, propicia a vantagem de ser cultivado entre safras, gerando ao produtor maior renda, além de diversificação dentro da propriedade (SOARES et al., 2006). A região Sul do país é responsável por 92% da produção nacional do feijão preto (CONAB, 2021). Com área plantada de 920 mil hectares, gerando produção em torno de 1.033,6 mil toneladas de feijão (CONAB, 2020). O ano de 2021 propiciou aumento dos preços pagos aos produtores na saca de 60kg, gerando aumento de 17,32%, em relação a dezembro de 2020. (EPAGRI, 2021). O estado do Paraná apresentou a maior produção (CONAB, 2019). O município de Prudentópolis (PR) lidera o ranking de produção, com 36.900 toneladas (CONAB, 2018). Santa Catarina, está em quinto lugar, com produção de 8,1 mil toneladas na safra 2018/2019 (CONAB 2019). Segundo a Síntese Anual da Agricultura de Santa Catarina (2020/2021), Santa Catarina e Paraná se destacam em produção na região Sul, em especial na safra de 20/21. No estado de SC foram semeados cerca de 18,4 mil hectares, representando um aumento de 5,9% nas áreas cultivadas em relação a safra de 2019/20. Entretanto, houve diminuição de produção no estado, por conta de problemas climáticos (CONAB, 2021). Em Santa Catarina, cinco regiões se destacam na produção de feijão: Xanxerê (34.800 toneladas), Curitibanos (21.000toneladas), Canoinhas (20.192toneladas) e Campos de Lages (16.259 toneladas) (EPAGRI, 2017). Na safra de 2017, a região de Curitibanos foi a segunda maior em produção da cultura dentro do estado de Santa Catarina (EPAGRI, 2017). 2.2 EXIGÊNCIAS DE NITROGÊNIO E ADUBAÇÃO PARA O FEIJOEIRO A produção do feijoeiro é favorável em todas as regiões brasileiras, pois as condições ambientais são adequadas (EMBRAPA, 2009). Porém, os inadequados manejos dos solos e a baixa disponibilidade de nutrientes, acabam por limitar a produtividade. O nitrogênio é importante para nutrição do vegetal, e consequentemente para a sua produção (CABALLERO et al., 1985). Esse nutriente é utilizado em maior quantidade e extraído do solo durante todo o ciclo (JUNIOR, 2011). Sua máxima exigência se dá no florescimento das leguminosas, sendo necessário para as vagens e enchimento dos grãos (JUNIOR, 2011). O feijão absorve 100 kg de N. ha -1 para produzir uma média de 2000 kg.ha -1 (EPAGRI, 1992; CONAB, 2015). Sendo esse o motivo pelo qual a adubação nitrogenada é tão importante produção da cultura. Por 18 isso, a produção do feijoeiro tem custo de produção maior, quando comparadas a outros grãos (AMADO et al., 2002; CONAB, 2015). O aparecimento de deficiência de N em plantas é muito comum em quase todos os solos, sendo caracterizada por um amarelecimento generalizado das folhas, que se inicia pelas mais velhas (EMBRAPA, 2011). Para suprir a baixa disponibilidade de N nos solos, utiliza-se a adubação nitrogenada (EMBRAPA, 2009). As pesquisas realizadas pela Embrapa indicaram que a quantidade de fertilizantes nitrogenados para os feijoeiros, depende da época de plantio, da quantidade e do tipo de resíduo deixado na superfície do solo pela cultura antecessora, além da expectativa de produtividade de grãos (EMBRAPA, 2009). Em geral, os estudos recomendaram em média, 105 kg de N/ha (EMBRAPA, 2016). Para a adubação nitrogenada, tem se utilizado ureia, como fonte mineral (AMADO et al, 2002). Porém, em algumas regiões do Brasil, há elevada pluviosidade. Isto faz com que haja perda da ureia por lixiviação, havendo interferência na absorção pelas plantas e perdas de até 50% desse nutriente, fazendo com que aumente o custo de produção e, por consequência, maiores danos ambientais (SIQUEIRA et al., 1994; STRALIOTTO et al., 2002 apud PELEGRIN, et al., 2009). Para a adubação completa do feijoeiro, os três principais nutrientes, N, P, K são fornecidos durante o ciclo. Para a adubação de N feita no feijoeiro, recomendam-se a aplicação de1/3 na semeadura e 2/3 em cobertura, 25 a 30 DAE. A dose recomendada varia de 40 a 120 kg/ha, o que irá depender da amostragem do solo. Para o fósforo, há maior absorção dos 30 até 55 DAE, sendo necessário do florescimento até o início de formação das vagens. A dosagem recomendada está em torno de 30 a 110 kg/ha, dependendo da produtividade esperada. Já o potássio deve ser incluído na adubação, pois é necessário na diferenciação dos botões florais, florescimento e formação das vagens, sendo necessário principalmente de 25 a 35 DAE e de 45 a 55 DAE, respectivamente, como dose variando de 20 a 50 kg/ha (EMBRAPA, 2000). 2.3 NITROGÊNIO E A FIXAÇÃO BIOLÓGICA DE NITROGÊNIO (FBN) A atmosfera é constituída por aproximadamente 79% de Nitrogênio (N), em que inicialmente, ocorre na forma molecular diatômica (N2) (KUSDRA, 2002). Esse elemento é fixado apenas por microrganismos procarióticos, que conseguem reduzi-lo para a forma de amônia (NH3), a partir do processo da FBN. As espécies bacterianas que possuem o complexo enzimático nitrogenase são capazes de catalisar a reação da fixação do N atmosférico (SIQUEIRA E FRANCO, 1988, SIQUEIRA, 1993; HUNGRIA et al., 1994). 19 A FBN pode ser classificada de duas formas, sendo simbiótica e assimbiótica. A simbiótica quando possui associações mutualistas entre microrganismos fixadores e espécies vegetais (VIDOR et al.,1983). Nessa condição, o N é imediatamente colocado à disposição da planta hospedeira, na forma de amônia, que se combina com os ácidos orgânicos disponíveis pela fotossíntese (VIDOR et al.,1983). A FBN assimbiótica, quando é promovido por microrganismos de vida livre, o N é transformado em formas orgânicas, em nível celular, para atendimento das necessidades metabólicas do microrganismo. Só após sua morte, o N orgânico será mineralizado e ficará disponível para as plantas. Esses são chamados de diazotróficos (VIDOR et al.,1983). No caso de sistemas simbióticos, essa capacidade de fixar o N2 poderá trazer benefícios e maiores vantagens ao sistema de produção de leguminosa, trazendo maiores ganhos, onde esse nutriente é limitante. A FBN é resultado de complexas reações biológicas e bioquímicas e que podem envolver espécies distintas. Então, essa dependerá, principalmente, do potencial genético do microrganismo diazotrófico, do hospedeiro ou ainda de ambos (SIQUEIRA, 1993). Entretanto, essas vantagens da fixação podem ser perdidas, quando alguns fatores edafoclimáticos contribuem para isso, como é o caso do estresse hídrico ou ainda, de temperaturas altas (MERCANTE et al., 1998). Por esse motivo, precisa-se de estirpes adequadas para cada local em que estejam sendo utilizadas (JUNIOR; REIS, 2008). Nas condições de deficiência hídrica, há diminuição de pelos radiculares e menor produção de nódulos. Também pode ocorrer o abortamento de alguns nódulos já existentes (GOORMACHTING et al., 2004 apud JUNIOR; REIS, 2008). Altas temperaturas afetarão algumas fases da associação das bactérias com a planta. A principal será na fase inicial, podendo afetar a sobrevivência dessas bactérias no solo (MERCANTE et al., 1998). 2.4 RIZÓBIOS RECOMENDADOS PARA CULTURA DO FEIJOEIRO E NATIVOS Para a produção de inoculantes comerciais para a cultura do feijoeiro é utilizada a espécie de rizóbio Rhizobium tropici (HUNGRIA; CAMPOS; MENDES, 2001), compreendendo as estirpes comerciais SEMIA 4077 (CIAT 899) e SEMIA 4080 (PRF 81).A SEMIA 4077 é a estirpe-padrão da espécie R.tropici e pertence ao tipo IIB (HUNGRIA; CAMPOS; MENDES, 2001) e a SEMIA 4080 apresenta propriedades fisiológicas intermediárias, entre os tipos IIA e IIB de R. tropici (HUNGRIA; CAMPOS; MENDES, 2001), mas sua posição taxonômica exata ainda necessita ser definida. 20 Em trabalhos analisados em que se utiliza rizóbios, pode haver diferentes interpretações. Em um artigo publicado, a inoculação de sementes de feijão IPR 139 com Rhizobium tropici SEMIA 4088, em solos com pH em torno de 6,0 e altas populações de rizóbios nativos não foi capaz de melhorar a nodulação, bem como a FBN (MATOSO, 2014). Porém, outro trabalho mostrou que a inoculação com as estirpes UFLA 02-86, UFLA 02-100 e UFLA 02-127, isolados nativos, contribuíram, de forma significativa, para o aumento no rendimento e acúmulo de N ou grãos na cultura do feijoeiro, não havendo diferença, quando comprado à inoculação com a estirpe CIAT899, recomendada pela RELARE (Reunião da Rede de Laboratórios para a Recomendação, Padronização e Difusão de Tecnologia de Inoculantes Microbianos de Interesse Agrícola) (SOARES, 2006). Em trabalhos realizados no estado de Mato Grosso do Sul, foi possível compreender que rizóbios nativos foram capazes, quando em condições hídricas adequadas, de promover nodulação eficiente, trazendo incrementos na biomassa da parte aérea e nódulos, mostrando que esses rizóbios nativos se conduzidos adequadamente podem trazer resultados positivos (MERLIN, 2018). Em trabalhos conduzidos no Campus de Curitibanos da UFSC, rizóbios isolados e adaptados à região de Curitibanos apresentaram resultados significativos, em relação à estirpe padrão CIAT899, como no último trabalho conduzido na as frade 2020 que demostrou que os isolados RBZ14 e RBZ 15 se mostraram eficientes no acúmulo de massa da parte aérea, além de maior porcentagem de nódulos, sugerindo que esses isolados possuem capacidade de estímulo ao desenvolvimento do feijoeiro, nas condições edafoclimáticas de Curitibanos (VALDERRAMA, 2020). Esse trabalho confirmou aquele feito em 2019 que evidenciou os mesmos isolados, como mais eficientes no acúmulo de N foliar que a estirpe CIAT899 e tão eficientes quanto à adubação nitrogenada. A inoculação do isolado RBZ15 apresentou produtividade superior à obtida com a estirpe padrão (ARONI, 2019). 21 3 MATERIAL E MÉTODOS 3.1 ORIGEM DOS RIZÓBIOS NATIVOS Os rizóbios foram isolados em 2016, pela atual Engenheira agrônoma Janaina Lisot (LISOT, 2016). Esses rizóbios foram obtidos de feijão cultivados em solos da localidade da Horizolândia situada no interior de Curitibanos-(SC). Após as análises do seu trabalho, o estoque permaneceu armazenado no LMPCP (Laboratório de Microrganismos Promotores de Crescimento em Plantas). 3.2 DESCRIÇÃO EXPERIMENTAL Esse experimento foi conduzido em delineamento de blocos casualizados, com quatro repetições e onze tratamentos, sendo nove isolados de rizóbios nativos RBZ01, RBZ02, RBZ03, RBZ04, RBZ05, RBZ06, RBZ07, RBZ08, RBZ09, a estirpe de Rhizobium tropici CIAT 899 (SEMIA 4077) e uma testemunha em que não houve inoculação, totalizando quarenta e quatro parcelas (vasos do tipo Leonard). No experimento, as sementes utilizadas foram da cultivar IPR Tuiuiú, grão preto tendo como características ciclo médio de 88 dias, da emergência até a colheita. Seu florescimento se dá, em média, 43 dias após a germinação. É considerado de crescimento indeterminado e com porte ereto (IAPAR, 2016). Foram previamente desinfestadas e inoculadas com os isolados selecionados e a estirpe padrão. A semeadura foi realizada em março de 2021 em vasos Leonard que continham material inerte, vermiculita e areia na proporção (2:1) que foram lavados e, posteriormente, autoclavados, duas vezes para completa esterilização. Figura 1 - Confecção de vasos Leonard Fonte: Autora, 2021 22 3.3 PREPARO DOS INÓCULOS, INOCULAÇÃO E SEMEADURA A preparação dos inóculos foi realizada no Laboratório de Microbiologia do campus da UFSC em Curitibanos. Foram autoclavados quarenta e quatro frascos contendo 5mL de meio LB (Lurian Bertani) líquido. Cada isolado foi inoculado com auxilio de uma alça de platina em quatro tubos diferentes. Quatro tubos foram mantidos sem inoculação, para o tratamento testemunha. Todos foram incubados a 28° C por 24 horas. Passado esse período, no dia da semeadura, quatro sementes de feijão, previamente desinfestadas, foram colocadas em cada um dos tubos, em fluxo laminar, por 25 minutos. Após esse período, as sementes inoculadas foram transferidas para os vasos Leonard, previamente identificados para cada um dos tratamentos. 3.4 DESISNFESTAÇÃO DAS SEMENTES As sementes foram imensas em álcool 92 GL por um minuto, após imersão de hipoclorito de sódio (NaOCl) a 3%, por um minuto e meio e realizadas dez lavagens em água destilada esterilizada (CALAZANS et al, 2010). Foram desinfestadas 100 sementes que foram secas em fluxo laminar, por 45 minutos. 3.5 CONDUÇÃO DO EXPERIMENTO E COLETA DAS PLANTAS O experimento foi plantado manualmente no dia 14 de março de 2021, na casa de vegetação do campus UFSC em Curitibanos. No dia do plantio, os vasos Leonard, previamente preenchidos por vermicula mais areia (2:1) esterilizados, receberam quatro sementes em pontos equidistantes. Após a germinação, três plântulas menos vigorosas foram retiradas através do raleio, ficando apenas uma planta por vaso. Do plantio até o décimo quinto dia, as plantas receberam água destilada e esterilizada. No estádio V2, no décimo sexto dia após a germinação, as plantas passaram a receber a solução de Hoagland com nitrogênio, diluída pela metade (HOAGLAND E HARNON, 1950). No estádio fenológico V3, 20 dias após a germinação, as plantas passaram a receber a solução de Hoagland sem nitrogênio (HOAGLAND; HARNON, 1950), renovada conforme (DANTAS et al., 1979), para estimular a simbiose e a fixação do N pelos rizóbios. No estádio vegetativo R6, aos 75 dias após a germinação, com 50% das flores abertas, que indica que está ocorrendo o ápice na fixação, as plantas foram coletadas, identificadas e levadas ao laboratório para as análises. 23 3.6 PARÂMETROS AVALIADOS NA PLANTA 3.6.1 Massa de raiz, nódulos e parte aérea – úmida e seca As plantas foram divididas em três partes: parte aérea, raiz e nódulos. Desses foram mensurados a massa úmida, com auxílio de balanças semi-analítica e analítica. Após isso a secagem do material, devidamente identificado, em estufa a 50°C por 7 dias, até peso constante, foi determinada a massa seca, utilizando balanças semi-analítica e analítica. 3.6.2 Classificação de nódulo – Ativos e inativos Os nódulos foram retirados com o auxílio de pinças esterilizadas. Nesse processo, ocorreu a extração de todos os nódulos presentes nas raízes. Os nódulos ativos eram separados pela coloração avermelhada no seu interior, devido à presença de leghemoglobina, responsável pela atividade no interior no nódulo, representando que há fixação de nitrogênio. Eram considerados inativos, aqueles nódulos que no seu interior apresentam colorações esbranquiçadas (STRALIOTTO; TEIXEIRA; MERCANTE, 2002). 3.6.3 Nitrogênio total da parte aérea Para a análise do nitrogênio, foram trituradas a parte aérea de cada planta dos onze tratamento e passados em peneira 250mm. As amostras peneiradas foram identificadas para posterior análise pelo método de Kjeldahl, descrito por Tedesco (1995). 3.7 PARÂMETRO AVALIADO NAS BACTÉRIAS 3.7.1 Produção de ÁcidoIndolacético (AIA) Para os testes qualitativos e quantitativos de produção de Ácido Indolacético (AIA), os isolados foram crescidos em 5mL meio LB líquido (DÖBEREINER et al., 1999) por 48 horas a 28ºC. Após esse período, 10μL do pré-inóculo foram transferidos para tubos contendo5mL meio LB, com a adição de 100μL/mL de Triptofano (0,005g/mL). Os tubos foram mantidos a 28ºC durante 24 e 48 horas. Para análise qualitativa, no laboratório de química analítica da UFSC de Curitibanos (SC) foram misturado 1mL da suspensão bacteriana e 1 mL 24 do reagente de Salkowski (0,5M solução de FeCl3 em 7,9M de H2SO4) (GORDON; WEBER, 1951). A mistura permaneceu no escuro durante 25 minutos. O desenvolvimento da cor rosa nas amostras indicou produção de AIA (MARCHIORO, 2005). Esses isolados foram avaliados em análise quantitativa. Para isto, estabeleceu-se curva-padrão, com concentrações de 100 µg/mL, 200 µg/mL, 300 µg/mL, 400 µg/mL, 500 µg/mL, de AIA (Vetec) em que se determinou a absorbância a 540 ηm, utilizando-se espectrofotômetro (Bel sp 2000uv). O delineamento experimental utilizado foi em Inteiramente Casualizado (DIC), com três repetições. Procedeu-se a análise de variância (ANOVA) e quando significativa ao método de médias Scott-Knott a 5% de significância, utilizando software R STUDIO. Figura 2 - Espectrofotômetro para leitura da absorbância da análise deAIA Fonte: Autora, 2021. 25 4 RESULTADOS E DISCUSSÃO 4.1 AVALIAÇÃO DO EFEITO DA INOCULAÇÃO DE RIZÓBIOS NA PLANTA Já existem estudos realizados com a utilização de rizóbios isolados e adaptados à região de Curitibanos, conforme demostrado por Wibbert (2018), Aroni (2019) e Valderrama (2020). Demostraram diferenças significativas, quanto à produção e nodulação no feijoeiro na utilização desses isolados. Por esse motivo, novos estudos com diferentes isolados selecionados e purificados no LMPCP foram submetidas a análises em casa-de-vegetação para avaliação. 4.1.1 Efeito na parte aérea A comparação entre médias demonstrou que houve diferença significativa para os parâmetros massas da parte aérea seca e úmida, como demostrado na Tabela 1. Tabela 1 - Efeito na inoculação de rizóbios na massa da parte aérea do feijão cultivar IPR tuiuiú Tratamentos Massa da Parte aérea úmida (g) Massa da Parte aérea seca (g) RBZ 01 9,97 c 1,67 c RBZ02 6,88 d 1,62 c RBZ03 6,24 d 1,70 c RBZ04 5,19 e 1,08 c RBZ05 10,25 c 2,59 b RBZ06 16,20 a 2,68 b RBZ07 9,37 c 1,60 c RBZ08 17,08 a 1,67 c RBZ09 13,79 b 4,54 a CIAT899 17,98 a 4,17 a Testemunha 8,74 c 2,85 b CV (%) 8,19 14,58 Médias seguidas das mesmas letras não diferem pelo método de Skott-Knott a 5% de significância. É possível perceber cinco grupos no parâmetro massa úmidas e parte aérea, em que o primeiro, representado pela letra a, está presente a CIAT899, RBZ06 e RBZ08, sendo estatisticamente iguais. Seguidos da letra b, representada apenas por RBZ09, com uma média de 13,79 g. No terceiro grupo, estão RBZ 05, RBZ01, RBZ07 e RBZ11, com médias 10,25g, 26 9,96g, 9,37g e 8,73g, respectivamente. No quarto grupo foram encontrados apenas dois isolados RBZ 02 com 6,86g e RBZ03 6,23g. No último grupo, apenas RBZ 04, com média de 5,19gque ficou abaixo da testemunha, neste parâmetro. Para massa seca de parte aérea, observou-se a formação de três grupos. Aquele representado pelas letras a, continha RBZ09 e CIAT899 que não se diferem estatisticamente, de 4,54g, e 4,17g, respectivamente. No segundo grupo pode ser encontrados a testemunha, RBZ06 e RBZ05, com 2,84g, 2,67g e 2,58g. No terceiro grupo, os rizóbios RBZ03, RBZ08, RBZ01,RBZ03, RBZ02, eRBZ04 com medias 1,70g 1,66g, 1,66g, 1,62g e 1,07g, respectivamente. No acúmulo de biomassa de parte aérea, RBZ09 e CIAT899 não diferenciaram estatisticamente, evidenciando os dois tratamentos mais significativos nesse parâmetro. O maior acúmulo de N na parte aérea, pode ser justificável pelo aumento na eficiência da FBN que vai disponibilizar mais N para as plantas aumentando a biomassa vegetal (BLOOM, 2006). Porém, pode-se notar que em alguns casos, não houve acúmulos significativos de biomassa vegetal, que pode ter sido provocado pela realocação do N na planta para a produção do grão, conforme explicaram Oliveira et al.(2017). 4.1.2 Efeito no sistema Radicular Tabela 2 - Efeito na inoculação de rizobios na massa da raiz do feijão cultivar tuiuiú Tratamentos Raiz úmida (g) Raiz seca(g) RBZ 01 25,96 b 0,68 d RBZ02 23,88 b 0,52 d RBZ03 20,07 c 0,67 d RBZ04 20,86 c 0,59 d RBZ05 27,77 a 1,25 c RBZ06 28,30 a 1,65 b RBZ07 26,18 b 0,78 d RBZ08 28,23 a 2,48 a RBZ09 28,51 a 2,38 a CIAT899 28,45 a 2,23 a TESTEMUNHA 13,66 d 1,45 c CV (%) 9,12 20,91 Médias seguidas das mesmas letras não diferem pelo método de Skott-Knott a 5% de significância. Para a massa úmida radicular houve formação de quatro grupos. Foi possível perceber que a CIAT899, RBZ09, RBZ06, RBZ08, e RBZ05 não diferiram estatisticamente, no primeiro grupo. No segundo grupo, RBZ01, RBZ02, e RBZ07 não apresentaram diferença 27 significativa entre si. No terceiro grupo estavam RBZ03 e RBZ04 e no quarto e último grupo, apenas a testemunha, Para a massa seca radicular foram observados quatro grupos, demostrados na (Tabela 2). No primeiro, CIAT899, RBZ09 e RBZ08 não diferenciaram estatisticamente entre si. Já no segundo grupo, apenas RBZ06 com 1,65g. No terceiro grupo, estavam a testemunha e RBZ05. No quarto grupo, cinco isolados não diferenciaram estatisticamente, sendo esses RBZ07, RBZ04, RBZ03, RBZ02 e RBZ01. Com relação ao crescimento de raízes, foi possível observar que houve incremento, o que pode ser considerado positivo, já que o feijoeiro tem a características de raízes mais superficiais. No experimento com os isolados, o feijoeiro apresentou expansão de suas raízes, o que é um fator considerado importante (CERQUEIRA et al., 2015; YANG et al., 2009). Isto pode ter relação com a produção de AIA, fito hormônio importante quando se trata de auxinas e do crescimento e alongamento de raízes, conferindo aumento de pelos radiculares e consequente, obtenção de nutrientes e água do solo (CERQUEIRA et al., 2015; YANG et al., 2009). OS isolados apresentaram produção significativa de AIA (tabelas 7 e 8). Figura 3 - Capacidade de estímulo ao enraizamento do isolado RBZ05 Fonte: autora, 2021 4.1.3 Avaliação da nodulação pela massa de nódulos ativos A presença dos nódulos nos tratamentos deixa evidenciada de todos os isolados testados. Na testemunha não houve nodulação, o que já era esperado. Houve diferença significativa entre os tratamentos, evidenciada a produção de nódulos ativos pela estirpe padrão, seguida de RBZ08, RBZ01, RBZ07 e RBZ06 conforme indicado na tabela 3. 28 Tabela 3 - Efeito da inoculação de rizóbios na massa dos nódulos ativos do feijão cultivar IPR tuiuiú Tratamentos Massa úmida (g) Massa seca(g) RBZ 01 3,368 b 0,047 d RBZ02 0,148 f 0,040 d RBZ03 0,457 e 0,151 c RBZ04 0,537 e 0,154 c RBZ05 1,483 d 0,194 c RBZ06 2,677 c 0,312 b RBZ07 2,849 c 0,153 c RBZ08 3,753 b 0,440 a RBZ09 0,695 e 0,023 d CIAT899 5,565 a 0,346 b Testemunha 0,000 f 0,000 d CV (%) 15,69 19,88 Médias seguidas das mesmas letras não diferem pelo método de Skott-Knott a 5% de significância. Na massa de nódulos úmidos, perceberam-se seis grupos, sendo CIAT899 a que apresentou maior média em relação aos demais grupos. No segundo grupo, estavam os isolados RBZ01 e RBZ08. Já no grupo três estavam o isolado RBZ07 e RBZ06. Enquanto no grupo quatro, RBZ05 teve média de 1,48g. No grupo cinco, os isolados RBZ03, RBZ04 e RBZ09 não se diferiram estatisticamente entre si. No último grupo, o RBZ02 e testemunha. Já no acúmulo de massa seca dos nódulos ativos houve a formação de quatro grupos. No primeiro grupo, estava o isolado RBZ08. No segundo, CIAT899 e RBZ06, no terceiro grupo, isolados RBZ07, RBZ05, RBZ04, RBZ03 e no último grupo, os isolados RBZ01, RBZ02 e RBZ09 ficaram junto com a testemunha. 29 Tabela 4-Efeito da inoculação de rizobios namassa dos nódulos inativos do feijão cultivar tuiuiú. Tratamentos Massa úmida (g) Massa seca (g) RBZ 01 0,044 d 0,016 d RBZ02 0,035 d 0,015 d RBZ03 0,089 c 0,017 d RBZ04 0,154 b 0,018 d RBZ05 0,067 c 0,034 c RBZ06 0,803 a 0,151 a RBZ07 0,163 b 0,032 c RBZ08 0,063 c 0,016 d RBZ09 0,064 c 0,049 b CIAT899 0,154 b 0,059 b Testemunha 0,000 d 0,000 d CV (%) 21,11 27,06 Médias seguidas das mesmas letras não diferem pelo método de Skott-Knott a 5% de significância. No parâmetro nódulos inativos úmidos, pode-se perceber quatro grupos. No primeiro, RBZ06 se diferenciou estatisticamente dos demais tratamentos. No segundo grupo, estava CIAT899, RBZ07 e RBZ04. Já no terceiro grupo estavam os isolados RBZ01, RBZ02 que não se diferenciaram da testemunha. Percebeu-se que houve diferença significativa entre os tratamentos. A produção de nódulos inativos alcançou maior média com RBZ06, seguido da CIAT899. Com relação a CIAT899, sugere-se que, principalmente a temperatura foi um fator limitante. No período do experimento essa variou consideravelmente, especialmente em algumas noites, em que atingiu valores abai o de 20 C, limitante para a estirpe e para o próprio fei oeiro, influenciando as quantidades de nódulos inativos (OLIVEIRA, 2017). Enquanto RBZ06, essa quantidade de nódulos inativos, não era esperada, já que no momento da coleta (florescimento), a maior parte dos nódulos deveria estar ativa. Esse fato pode ser explicado pelo ciclo curto do feijoeiro, uma das características limitantes à FBN, (URQUIAGA; ZAPATA, 2000). Porém, deve ser considerada sua significativa massa seca de nódulos ativos estatisticamente iguais a CIAT899 (tabela 4). Durante aproximadamente 20 dias após a emergência do feijoeiro, as formações nodulares são eficientes. Após o período de florescimento, a capacidade de fixação é diminuída consideravelmente, o que irá exigir a remobilização do N no tecido da planta. Por isso, a contribuição da FBN é útil até a floração da cultura, sendo nesse período que mais se 30 perde a eficiência dos nódulos (EPAGRI, 1992; EPAGRI, 2010; VIEIRA et al., 2013). Isso, também pode explicar a elevada massa de nódulos inativos em alguns tratamentos. Tabela 5 - Efeito da inoculação de rizóbios na porcentagem de massa seca dos nódulos ativos e inativos do feijão cultivar tuiuiú Tratamentos Massa seca de nódulo ativo |(%) Massa seca de nódulo inativo|(%) RBZ 01 98,75 a 1,25 c RBZ02 80,95 b 19,05 a RBZ03 80,03 b 19,97 a RBZ04 76,04 b 23,96 a RBZ05 95,75 a 4,25 c RBZ06 76,76 b 23,24 a RBZ07 97,67 a 2,33 b RBZ08 98,72 a 1,28 c RBZ09 97,41 a 2,52 b CIAT899 97,28 a 2,72 b Testemunha 0,000 c 0,000 d CV (%) 6,48 23,37 Médias seguidas das mesmas letras não diferem pelo método de Skott-Knott a 5% de significância. Foi possível perceber a obtenção de três grupos para porcentagem de nódulos ativos. Os isolados RBZ01, RBZ05, RBZ08 e RBZ09 obtiveram média igual a CIAT899. Em seguida, os isolados RBZ02, RBZ03, RBZ04 e RBZ06 se diferenciaram do grupo da CIAT899. A testemunha representou o último grupo, sem a formação de nódulos, e consequentemente produção de FBN. Já na porcentagem de nódulos inativos, observou-se a formação de quatro grupos. O grupo que obteve maior média continha RBZ02, RBZ04 e RBZ06. No segundo grupo estava presente CIAT899, RBZ07 e RBZ. No terceiro grupo, observou-se RBZ01, RBZ05, e RBZ08 e no último grupo, a testemunha, sem formação de nódulos. 4.1.4 Teor de nitrogênio foliar Para o parâmetro teor de nitrogênio da parte aérea, percebeu-se que houve diferença significativa entre os tratamentos, formando-se seis grupos (Tabela 6). Pode-se observar que o RBZ01 possuiu maior média (16,23g de N/kg) quando comparada a CIAT899 (15,22g de N/kg). Observou-se que esse foi o isolado de maior porcentagem de nódulos ativos, apesar de 31 não diferir estatisticamente da estirpe padrão (tabela 6). Isto pode sugerir eficiência na FBN e na translocação do nutriente para a planta. O RBZ06 e CIAT899 não diferiram estatisticamente, permanecendo no segundo grupo. Os demais isolados diferiram estatisticamente da testemunha, dividindo-se em três diferentes grupos, indicando a FBN, mesmo em valores reduzidos. Tabela 6 - Efeito da inoculação de rizóbios no teor de nitrogênio da parte aérea Tratamentos N parte aérea (g/kg) RBZ 01 16,23 a RBZ02 11,36 d RBZ03 9,54 e RBZ04 8,22 f RBZ05 13,92 c RBZ06 15,55 b RBZ07 4,84 g RBZ08 10,19 e RBZ09 13,43 c CIAT899 15,22 b TESTEMUNHA 0,35 h CV (%) 4,83 Médias seguidas das mesmas letras não diferem pelo método de Skott-Knott a 5% de significância. Para que uma planta de feijoeiro esteja com teores de N adequado ao seu desenvolvimento, esse deve apresentar valores que variam entre 30 a 50 g de N/kg (MALAVOLTA; MORAES, 2006), em condições de campo. Nenhum dos tratamentos obteve essas médias, pois as plantas foram cultivadas em um sistema artificial. Porém, não houve aparecimento de sintomas de cloroses, exceto na testemunha (figura 4), indicando, mais uma vez, o potencial de FBN das bactérias. A temperatura na época do experimento, mais uma vez, pode explicar valores menores de N foliar na inoculação com CIAT899, isolada em de regiões com temperaturas mais elevadas (HUNGRIA; CAMPO; MENDES, 2001). Os valores obtidos no teor de N e massa de nódulos ativos podem ser explicados, pela época de coleta das plantas. Sugere-se que para alguns isolados, tenha sido precoce, antes do período de máxima FBN. Como não se sabe ainda, qual seria esse período para os isolados é necessário determina-los. Incialmente pode ter ocorrido competição entre o isolado e a planta, por se tratar de um sistema artificial, havendo demora no estabelecimento da simbiose e no período de máxima FBN que pode ter afetado os teores de N foliar e na massa de nódulos 32 ativos. Sugere-se que novas análises sejam feitas, em dois estádios fenológicos diferentes, incialmente, em V2/V3 e R6. Figura 4- Demonstração do experimento evidenciando a testemunha Fonte: autora, 2021 4.2 PRODUÇÃO DE ÁCIDO INDOL ACÉTICO NOS ISOLADOS Na caracterização em 2016 foi possível observar que os isolados apresentaram produção de ácido indol ácetico (LISOT, 2016). Confirmando esses dados nas análises realizadas em 2021 obtiveram produção de AIA, RBZ01 e RBZ04 conforme demostrado na tabela 7. Tabela 7 - Análise qualitativa de produção AIA (24h) Tratamento Reação qualitativa do AIA RBZ 01 Amarelo RBZ02 Rosa RBZ03 Rosa RBZ04 Amarelo RBZ05 Rosa RBZ06 Rosa RBZ07 Rosa RBZ08 Rosa RBZ09 Rosa CIAT899 Rosa Médias seguidas das mesmas letras não diferem pelo método de Skott-Knott a 5% de significância. Após 24 horas da inoculação dos isolados (Tabela 7), observou-se que todos os isolados, com exceção do RB01 e RBZ04, desenvolveram a coloração rósea, significando a 33 transformação do triptofano em AIA (OLIVEIRA, 2009). Abaixo demostrado as cores características encontradas, demonstrando a coloração rosa quando há produção de Ácido Indol acético e amarela, quando o isolado não está produzindo (Figura 5). Figura 5 - Coloração do teste qualitativo do AIA Fonte: Autora, 2021. Os isolados que apresentaram a produção da coloração rósea (produção AIA) foram submetidos à análise quantitativa, após 24 horas, através do espectrofotômetro para leitura da absorbância, e determinação das quantidades de AIA produzidas, conforme tabela 8. Houve a formação de dois grupos. Os isolados RBZ02, RBZ05, RBZ06 e RBZ08 apresentaram as maiores médias, acima de 650 µg/mL. O segundo grupo, composto pelo isolados RBZ09, RBZ07 e RBZ03, aproximaram-se da CIAT899 que obteve médias de 452,00 µg/mL. A produção de ácido indol acético (AIA) tem relação direta com o crescimento de raiz, favorecendo a FBN, por aumentar a nodulação e, consequentemente,estimular o crescimento da parte aérea (KUDOYAROVA et al., 1997; LIU, 2010; MEYER et al., 2015). 34 Tabela 8 - Análise quantitativa de produção do AIA Tratamentos µg/mL(Médias) RBZ02 670,67 a RBZ03 332,00 b RBZ05 647,33 a RBZ06 666,00 a RBZ07 418,00 b RBZ08 694,67 a RBZ09 500,67 b CIAT899 452,00 b CV (%) 19 Médias seguidas das mesmas letras não diferem pelo método de Skott-Knott a 5% de significância A curva de calibração de concentração do AIA, obteve com o R 2 de 0,998, demonstrando a precisão das análises (Gráfico 1). Gráfico 1 - Curva de Calibração Ácido Indolácetico (AIA). y = 0,0005x + 0,0722 R² = 0,9974 0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 0 100 200 300 400 500 600 Le it u ra d a ab so rv ân ci a Concetrações de AIA (8ug/mL) Curva de Calibração 35 5 CONCLUSÃO Os isolados RBZ08 e RBZ09 foram tão eficientes quanto a CIAT899 para acúmulo de massa seca radicular e para massa seca de nódulos ativos. RBZ08 foi superior à estirpe padrão. O isolado RBZ09 foi tão eficiente quanto a CIAT899 na acumulação de massa seca da parte aérea, enquanto RBZ01 apresentou maior teor de N foliar. Na produção de AIA pelos isolados, observou-se que RBZ02, RBZ06 e RBZ08 apresentaram maior quantidade que a estirpe padrão. Dentre os isolados testados, houve eficiência na nodulação e FBN para o feijão, especialmente RBZ01, RBZ02, RBZ05, RBZ06, RBZ08 e RBZ09, sendo necessário aprofundar as análises. 36 REFERÊNCIAS ALVAREZ, A.C.C.; ARF, O.; ALVAREZ, R.C.F.; PEREIRA, J.C.R. Resposta do feijoeiro à aplicação de doses e fontes de nitrogênio em cobertura no sistema de plantio direto. Acta Scientiarum, Maringá, v.27, n.1, p.69-75, 2005. ANDRADE, M. J. B. et al. Resposta do feijoeiro as ás adubações nitrogenadas e molíbdica e a inoculação com Rhizobiion tropici. Ciência e Agrotecnologia, v. 25, 4, p. 930 – 940, Jul., 2001. ARONI, M. Avaliação de nodulação eficiência de rizóbios isolados em solos do município de Curitibanos - Santa Catarina 2017. Trabalho de conclusão de curso (Graduação), Universidade Federal de Santa Catarina, Curitibanos, 2018. CABALLERO, U. et al. Utilização do fertilizante nitrogenado aplicado a uma cultura de feijão.1985. Pesquisa Agropecuária Brasileira, v. 25, p. 617-624, 2001. CARVALHO A. R. REIN, T. A Eficiência de uso de nitrogênio em sistemas agrícolas no cerrado. Pelotas: Cultivar. Disponível em: https://www.grupocultivar.com.br/artigos/eficiencia-de-uso-de-nitrogenio-em-sistemas- agricolas-no-cerrado. Acesso em: 21 abr. 2021. CONAB. Monitoramento Agrícola, Volume 6 – Safra 2018/2019. Companhia nacional de abastecimento. Acompanhamento da safra brasileira. Brasília, 2018. DENARDIN, N. D. Seleção de estirpes de Rhizobium legumonosarum bv. Phsaoli tolerantes a fatores de acidez e resistente a antibióticos. 1991. 89f. Dissertação (Mestrado em solos e nutrição de plantas) – Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz, Piracicaba, 1991. Disponível em: https://teses.usp.br/teses/disponiveis/11/11140/tde-20181127- 160526/pt-br.php. Acesso em: 28 set. 2021. EPAGRI, Síntese Anual da Agricultura de Santa Catarina,v.1 n. 203. Santa Catarina 2017. FAO Iniciativa regional da FAO aponta agricultura familiar como promotora do desenvolvimento rural sustentável e a agenda 2030. Organização das Nações Unidas para a Alimentação e a Agricultura, n.10, 2017. Disponível em: http://www.fao.org/brasil/noticias/detail-events/pt/c/1043666/ Acesso em: 22 abr. 2021. FONSECA, G. G. Resposta de cultivares de feijoeiro comum a inoculação das sementes estirpes de rizóbios de Minas Gerais. 2011. 166 f. Tese (Doutorado) - Curso de Agronomia, Universidade Federal de Lavras, 2011. Disponível em: http://repositorio.ufla.br/bitstream. Acesso em: 22 abr. 2021. FREITAS, F. O. Evidências genético-arqueológicas sobre a origem do feijão comum no Brasil. Pesquisa Agropecuária Brasileira, Brasília, v. 41, n. 7, p.1199-1203, jul. 2006. Disponível em: https://doi.org/10.1590/S0100-204X2006000700018. Acesso em: 28 set. 2021. FUSCALDI, K. C.; PRADO, G. R. Análise econômica da cultura do feijão. Revista da Política Agrícola, v. 14, n. 14, p. 17-30, 2004. 37 HUNGRIA, M.; CAMPO R.J.; MENDES, I.C. Fixação biológica do nitrogênio na cultura da soja. Londrina, Embrapa Soja, 2001. 48 p. (Circular Técnica / Embrapa Soja, ISSN 1516- 7860; n.35). GORDON, S.A.; WEBER, R.P. Colormetric estimation of indole acetic acid. Plant Physiology, Baltimore, v.26, n. 1, p. 192-195, 1951. Disponível em: https://doi.org/10.1104/pp.26.1.192. Acesso em: 28 set. 2021. JUNIOR, P. I. V.; REIS, V.M. Algumas limitações para fixação biológica de nitrogênio em leguminosas. Seropédica. n. 40. 2008. LISOT, J. Caracterização e Seleção de Rizóbios Isolados do Planalto Catarinense para Inoculação em Feijoeiro - Comum (Phaseolus vulgaris L.). Trabalho de conclusão de curso (Graduação), Universidade Federal de Santa Catarina, Curitibanos, 2017. LOLLATO, M. A. ; SEPULCRI, O.; DEMARCHI, M.. Cadeias Produtivas do Feijão. IAPAR- Instituto agronômico do Paraná londrina-PR. Disponível em: http://www.iapar.br/arquivos/File/zip_pdf/doc25.pdf. Acesso em 25 mar. 2020. MARTINS N.M et al. Eficiência simbiótica de isolados de rizóbios nativos de Mato Grosso do Sul, inoculados em guandu. 2012. Disponível em: https://ainfo.cnptia.embrapa .br/digital/bitstream/item/68495/1/053-Eficiencia-simbiotica-de-isolados-de- rizobios-nativos. Acesso em: 25 Mar. 2021. MENDES, I. C et al. Efeito da inoculação com rizóbio e da adubação nitrogenada em sete cultivares de feijão em solo de cerrado. Revista Brasileira de ciência do solo. Viçosa, MG. v.18, n. [s.n.], p. 415- 435, 1995. MERCANTE, F. M et al. Estratégias para aumentar a eficiência de inoculantes microbianos na cultura da soja. Comunicado técnico 169. EMBRAPA. Dourados, MS. 2011. MERCANTE, F. M et al. A inoculação do feijoeiro-comum com rizóbio. EMBRAPA, 1992. p. 8. MOREIRA, F. M. S.; SIQUIRA, J. O. Microbiologia e bioquímica do solo. 2. Ed. Lavras: UFLA, 2006. p.729. PEIXOTO, R. Fixação biológica de nitrogênio é alternativa para a cultura do feijão. EMBRAPA- Disponível em https://www.embrapa.br/busca-de-noticias/- /noticia/2235924/fixacao-biologica-de-nitrogenio-e-alternativa-para-a-cultura-do-feijao> Acesso em 21 mar. 2021. PELEGRIN, Rodrigo de et al. Resposta da cultura do feijoeiro à adubação nitrogenada e à inoculação com rizóbio. Revista Brasileira de Ciência do Solo, Viçosa, v. 33, n. 1, p.1-1, 15 abr. 2019. https://www.embrapa.br/busca-de-noticias/-/noticia/2235924/fixacao-biologica-de-nitrogenio-e-alternativa-para-a-cultura-do-feijao https://www.embrapa.br/busca-de-noticias/-/noticia/2235924/fixacao-biologica-de-nitrogenio-e-alternativa-para-a-cultura-do-feijao 38 PEREIRA, E. G. Diversidade de rizóbios em diferentes sistemas de uso da terra da Amazônia. 2000. 93p. Tese (Doutorado em Agronomia)– Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2009. Disponível em: http://repositorio.ufla.br/jspui/handle/1/13449. Acesso em: 28 set. 2021. RATZ, J.R. et al. Potencial biotecnológico de rizobactérias promotoras de crescimento de plantas no cultivo de milho e soja. Engevista, v. 9, n. 4, p. 890-905, 2017. Disponível em: http://www.uff.br/engevista/seer/index.php/engevista/article/view/894. Acesso em: 21 mar. 2020. RESENDE, A.V. Agricultura e Qualidade da Água: Contaminação da Água Por Nitrato. Embrapa Cerrados, Planaltina, n.57, p.29, 2002. Disponível em: https://www.infoteca.cnptia.embrapa.br/bitstream/doc/546464/1/doc57.pdf. Acesso em: 25 mar. 2020. SALVADOR, C. A. Feijão-analise da conjuntura agropecuária. SEAB-Secretaria de Estadoda Agricultura e do Abastecimento. Nov. 2020. Disponível em: http://www.agricultura.pr.gov.br/arquivos/File/deral/Prognosticos/2018/_feijao_2017_18.pdf. Acesso em 25 Mar. 2020. STRALIOTTO, R.; TEIXEIRA, M. G. A. 2000. Variabilidade Genética do Feijoeiro (Phaseolus vulgaris L.). Aplicações nos estudos das interações simbióticas e patogênicas. Seropédica: Embrapa Agrobiologia, p.59. TEDESCO, M. J.; GIANELLO, C.; BISSANI, C. A et al. Análise do solo, planta e outros materiais. Porto alegre: UFRGS. Departamento de solos, 1995.174. http://www.agricultura.pr.gov.br/arquivos/File/deral/Prognosticos/2018/_feijao_2017_18.pdf