Efeitos da inoculação com estirpes de rizóbio em cultivares de feijoeiro em dois níveis de
disponibilidade de nitrogênio
Diva Souza Andrade1, Mauro Sanches Parra 2, Edson Marcio de Siqueira 3, Nelson S. Fonseca Júnior 4, Vânia
Moda Cirino5, Maria Aparecida Matos6, Juscélio Donizete Cardoso7 e Gisele Milani Lovato8
Resumo
O objetivo deste estudo foi avaliar a produção de seis cultivares de feijoeiro inoculadas com rizóbios, com e sem N
mineral. O experimento no qual, as sementes foram inoculadas ou não com um inoculante turfoso contendo as estirpes elite
de rizóbio (IPR-Pv-580; 583; 589; 616; 652; 2604; 2608), em solo com população estabelecida. Observou-se que as
estirpes elite inoculadas mostraram baixa competitividade, apresentando perfis genotípicos diferentes das isoladas.
Constatou-se alta diversidade das estirpes nativas presente no solo. O experimento de campo, em solo com população
nativa de rizóbio estabelecida, com seis cultivares de feijoeiro, IAPAR-44, IPR-Graúna, IPR-Chopim, IPR-Saracura, IPRColibri e Chumbo, inoculadas ou não com uma mistura proporcional de sete estirpes elite, com e sem adubação
nitrogenada. A produção do feijoeiro é alterada em função das cultivares, ressaltando o papel da planta hospedeira na
formação de nódulos e produção de grãos.
Introdução
O feijão (Phaseolus vulgaris L.) representa uma importante fonte de proteínas para a população
brasileira. Pela sua importância na economia do Brasil, o potencial da fixação biológica de N 2 (FBN),
por bactérias Rhizobium, em substituir a adubação com fertilizantes nitrogenados bem como a
diversidade de bactérias fixadoras presentes no solo, tem sido pesquisado no Estado do Paraná,
(Hungria et al., 2000; Andrade et al., 2002a, b; Hungria et al., 2003; Kaschuk et al., 2006; Cardoso et
al., 2011).
Para explorar a FBN na agricultura, é fundamental a seleção de estirpes eficientes na fixação do
N2 e infectividade das plantas hospedeiras. Atualmente são autorizadas pelo Ministério da Agricultura
e Pecuária para a cultura do feijoeiro, três estirpes de rizóbio, SEMIA 4077 (=CIAT899), SEMIA 4080
(=PRF81=IPR Pv-81) e SEMIA 4088 (H12), todas da espécie Rhizobium tropici, (RELARE, 2006),
sendo a SEMIA 4080 isolada de solos do Paraná. Alguns fatores que interferem na exploração da FBN
são a especificidade simbiótica entre a planta hospedeira e a bactéria, sendo que o genótipo da cultivar
pode desempenhar papel essencial na seleção do simbionte. Sendo assim, o objetivo neste trabalho foi
avaliar a produtividade de cultivares de feijoeiro em função da inoculação e do N mineral.
Material e Métodos
O experimento foi conduzido na safra da seca de 2005, na Estação experimental do Pólo
Regional de Pesquisa do Instituto Agronômico do Paraná (IAPAR), no município de Ponta
Grossa, em solo (Cambissolo haplico alumínico típico A Proeminente) de textura arenosa, em
1
Pesquisadora Microbiologia do solo. Instituto Agronômico do Paraná (IAPAR); Rodovia Celso Garcia Cid, km 375, Cx Postal 480,
Londrina, PR, 86020-970, PR. E-mail: [email protected]
2
Pesquisador fertilidade do solo, IAPAR; Londrina, PR, 86020-970, PR. E-mail: [email protected]
3
Profissional de Ciência e Tecnologia, fitotecnia; (IAPAR); Ponta Grossa, PR, 86020-970, PR. E-mail: [email protected]
4
Pesquisador melhoramento de plantas, (IAPAR); Londrina, PR, PR E-mail: [email protected]
5
Pesquisador melhoramento de plantas, (IAPAR); Londrina, PR. E-mail: [email protected]
6
Profissional de Ciência e Tecnologia, Microbiologia do solo; (IAPAR);Londrina, PR, PR [email protected]
7
Pesquisador Fapeagro/IAPAR, Londrina, PR,. E-mail: [email protected]
8
Pesquisador Fapeagro/IAPAR, Londrina, PR. E-mail: [email protected]
plantio direto sobre a palhada da aveia. As sementes de feijão das cultivares IAPAR-44, IPRGraúna, IPR-Chopim, IPR-Saracura, IPR-Colibri (ciclo precoce) e Chumbo provenientes do
banco de germoplasma do IAPAR. Os tratamentos foram estabelecidos em parcelas
subsubdivididas, sendo alocados nas parcelas os tratamentos com e sem inoculação com rizóbio
e nas subsubparcelas os com e sem fertilizante nitrogenado (uréia na dose de 60 kg N ha -1) e nas
subsubparcelas as seis cultivares. O inoculante turfoso foi preparado com uma mistura (1:1) das
estirpes de rizóbios (IPR-Pv-580; -583; -589; 616; -652; -2604; -2608), da Coleção de Microorganismos do laboratório de microbiologia do solo do IAPAR, na concentração de 0,543 x 109
células viáveis por g de turfa. O inoculante foi com solução açucarada 10% na proporção de 300
mL por 50 Kg de semente. O delineamento experimental foi de blocos ao acaso e com três
repetições. As subsubparcelas foram compostas de 6 linhas de 6 m com espaçamento entrelinhas
de 0,45 m. As parcelas foram separadas uma da outra com uma faixa de 6 m para evitar
contaminação. O N minareal (ureia) foi aplicado aos 20 dias após emergência (DAE) exceto a
IPR Colibri que foi aos 10 DAE. Por ocasião da semeadura o solo na camada de 0-20 cm
apresentou em média as seguintes características químicas: P=3,1 (mg dm-3), C= 39,55 (g dm-3),
pH= 4,83, Al=0,12, H+Al=7,56, Ca=4,87, Mg=3,34 K=0,48 e T=15,76 (em cmolc. dm-3) e
V=52,00 (%). A adubação por ocasião na semeadura, comum a todos os tratamentos, constou da
aplicação 280 kg ha-1 da fórmula N, P, K (4-30-10). Em amostras compostas de solo de cada
bloco foi estimada a população de rizóbio nodulante do feijoeiro pela técnica do número mais
provável (Andrade and Hamakawa, 1994).
Para avaliar a produção da matéria seca na parte aérea e nodulação (número e massa seca
de nódulos), aos 20 e aos 46 DAE, 10 plantas foram coletadas e separadas em raízes e parte
aérea. Na massa seca da parte aérea foram determinados os teores de N total pelo método de
Kjeldahl, alantoína e de ácido alantóico (Herridge, 1982a, b). A abundancia relativa (%) do Nureído, que correlaciona com as taxas de fixação de nitrogênio, foi calculada da concentração
molar de ureídos e nitrato, assumindo 4 átomos de N por molécula com a seguinte equação:
N-ureido (%) = 100 (4 x ureidos)/(4 x ureido + nitrato).
Para avaliação de rendimento de grão foram colhidas as duas linhas centrais das
subsubparcelas deixando-se 0,5 m em cada extremidade da linha e corrigindo-se a umidade dos
grãos para 13%.
Resultados e Discussão
Na área do experimento antes do plantio, a população de rizóbio capaz de nodular o feijoeiro foi
de 3,48; 14,94 e 21,47 x 104 células viáveis de rizóbio por g de solo seco, em cada um dos três blocos.
Esse resultado mostra que no solo existe uma população alta com rizóbios nodulantes do feijoeiro.
Esses dados corroboram trabalhos anteriores em solos do Paraná sem histórico de inoculação (Andrade
et al., 2002b).
No geral, aplicação de N mineral sem inocular reduziu a massa nodular. Em geral a nodulação
foi maior nas plantas inoculados, entretanto, a variedade Chumbo, material “Crioulo”, apresentou
nodulação alta.
A produção de grãos variou de 1.632 no tratamento controle da IAPAR-44 a 2.426 no inoc+N, na cultivar
IPR-Colibri. As cultivares IPR-Colibri e IPR-Chopim foram as que se mostraram responsivas a inoculação com
as estirpes de rizóbios (Fig. 1). A cultivar IPR Colibri apresentou um acréscimo de 336 kg ha -1 de grãos, quando
comparando o tratamento inoculado com o Controle, sem N mineral e sem inocular, enquanto em relação a
adubação com N foi de 98 kg ha-1.
XI Reunião Sul Brasileira de Feijão
Programa de Pós-Graduação em Genética e Melhoramento
Universidade Estadual de Maringá
Maringá, 24 e 25 de julho de 2012
IAPAR 44
IPR Chopim
IPR Graúna
IPR Saracura
Chumbo
IPR Colibri
2750
2500
2250
-1
Graos (kg ha )
2000
1750
1500
1250
1000
750
500
250
0
Inoc+N mineral
Inoc
N mineral
Controle
Tratamentos
Figura 1. Rendimentos de grãos de feijão (kg ha-1), em plantio direto, Ponta Grossa, PR. Safra de
2004/2005. Médias de três repetições. Inoculante turfoso contendo estirpes de rizóbio (IPR Pv-580; 583; -589; -616; -652; -2604;).
Algumas das estirpes de rizóbios utilizadas no inoculante foram seqüenciadas pelo 16S rRNA e
identificadas pela similaridade com as seqüências disponíveis, por exemplo, a IPR-Pv-2608 com
Rhizobium sp.; a -583 com Herbaspirillum lusitanum (P6-12); a -589 com a R. etli (CIAT151), a 2604 com R. tropici (SEMIA 4088) (Cardoso et al., 2011).
Referências
Andrade, D.S., Hamakawa, P.J., 1994. Estimativa do número de células viáveis de rizóbio no solo e
em inoculantes por infecção em plantas. Manual de métodos empregados em estudos de microbiologia
agricula. EMBRAPA-SPI, 63-94.
Andrade, D.S., Murphy, P.J., Giller, K.E., 2002a. The Diversity of Phaseolus-Nodulatin Rhizobial
Populations Is Altered by Liming of Acid Soils Planted with Phaseolus vulgaris L. in Brazil. Applied
and Environmental Microbiology 68, 4025-4034.
Andrade, D.S., Murphy, P.J., Giller, K.E., 2002b. Effects of liming and legume/cereal cropping on
popupations of indigenous rhizobia in an Brazilian oxiol. Soil Biology & Biochemistry 34, 477-485.
Cardoso, J.D., Hungria, M., Andrade, D.S., 2011. Polyphasic approach for the characterization of
rhizobial symbionts effective in fixing N2 with common bean (Phaseolus vulgaris L.). Appl.
Microbiol. Biotechnol. 10.
Herridge, D.F., 1982a. Relative Abundance of Ureides and Nitrate in Plant Tissues of Soybean as a
Quantitativa Assay of Nitrogen Fixation. Plant Physiol 70, 1-6.
Herridge, D.F., 1982b. Use of the Ureide Technique to Describe the Nitrogen Economy of FieldGrown Soybeans. Plant Physiol. 70, 7-11.
Hungria, M., Andrade, D.S., Chueire, L.M.d.O., Probanza, A., Guttierrez-Manero, F.J., Megias, M.,
2000. Isolation and characterization of new efficient and competitive bean (Phaseolus vulgaris L.)
rhizobia from Brazil. Soil Biology & Biochemistry 32, 1515-1528.
Hungria, M., Campo, R.J., Mendes, I.C., 2003. Benefits of inoculation of the common bean (Phaseolus
vulgaris) crop with efficient and competitive Rhizobium tropici strains. Biol Ferti Soils 39, 88-93.
XI Reunião Sul Brasileira de Feijão
Programa de Pós-Graduação em Genética e Melhoramento
Universidade Estadual de Maringá
Maringá, 24 e 25 de julho de 2012
Kaschuk, G., Hungria, M., Andrade, D.S., Campo, R.J., 2006. Genetic diversity of rhizobia associated
with common beanv(Phaseolus vulgaris L.) grown under no-tillage and conventional systems in
Southern Brazil. Applied Soil Ecology 32, 210-220.
RELARE, R.d.R.d.L.p.R., Padronização e Difusão de Tecnologia de Inoculantes Microbianos de
Interesse Agricula, 2006. Reuniao da Rede de Laboratorios para Recomendação, Padronização e
Difusão de Tecnologia de Inoculantes Microbianos de Interesse Agricula RELARE. Anais da XIII
Reuniao da Rede de Laboratorios para Recomendação, Padronização e Difusão de Tecnologia de
Inoculantes Microbianos de Interesse Agricula RELARE 13.
XI Reunião Sul Brasileira de Feijão
Programa de Pós-Graduação em Genética e Melhoramento
Universidade Estadual de Maringá
Maringá, 24 e 25 de julho de 2012