Bioprospecção de bactérias solubilizadoras de fosfato em solos com diferentes fertilidades

Autores

DOI:

https://doi.org/10.5433/1679-0359.2024v45n1p271

Palavras-chave:

Fósforo, Solubilização, Pantoea sp., Enterobacter sp., Klebsiella sp.

Resumo

As bactérias solubilizadoras de fosfato (BSF) possuem capacidade para liberar o fósforo (P) que está adsorvido no solo, convertendo fosfato insolúvel em formas solúveis, tornando-o disponível para a absorção pelas plantas. Estas bactérias podem ser encontradas naturalmente no ambiente, tendo o solo como maior reservatório. Além de serem consideradas benéficas e seguras, as BSF representam uma alternativa viável para uso agrícola, pois podem ser multiplicadas e devolvidas à rizosfera (inoculantes, bioestimulantes, biofertilizantes, biopesticidas) para estimular o crescimento das plantas por meio de mecanismos diretos e/ou indiretos. No entanto, encontrar isolados eficientes e adaptados às diversas culturas e sistemas de cultivo permanece um grande desafio. Esta pesquisa teve por objetivo prospectar BSF a partir do solo de diferentes áreas e selecionar, por meio de ensaios in vitro, cepas eficientes e com maior potencial para uso agrícola, bem como, avaliar os efeitos da inoculação em sementes de arroz de terras altas. A partir de amostras de solo coletadas em área conservada do bioma Amazônia, área agrícola produtiva do bioma Cerrado e área degradada com subsolo exposto do bioma Cerrado, foram obtidos 32 isolados solubilizadores. Destes, três foram selecionados pela capacidade de solubilização in vitro para fosfato de cálcio e/ou fosfato de ferro, e com início de solubilização precoce. Identificados como Pantoea sp., Enterobacter sp. e Klebsiella sp., os mesmos não apresentaram danos à sanidade das sementes de arroz, ou à germinação e emergência das plântulas, além de promoverem aumento do comprimento das raízes.

Métricas

Carregando Métricas ...

Biografia do Autor

Jéssica Alves de Oliveira, Universidade Estadual Paulista, Faculdade de Engenharia de Ilha Solteira

Dra. em Agronomia, Departamento de Fitossanidade, Engenharia Rural e Solos, Universidade Estadual Paulista, UNESP, Faculdade de Engenharia de Ilha Solteira, FEIS, Ilha Solteira, SP, Brasil.

Flávia Mendes dos Santos Lourenço, Universidade Estadual Paulista, Faculdade de Engenharia de Ilha Solteira

Dra. em Agronomia Departamento de Fitotecnia, Tecnologia de Alimentos e Socioeconomia, UNESP, FEIS, Ilha Solteira, SP, Brasil.

Diego Gonçalves Feitosa, Universidade Estadual Paulista, Faculdade de Engenharia de Ilha Solteira

Dr. em Agronomia, Departamento de Fitossanidade, Engenharia Rural e Solos, Universidade Estadual Paulista, UNESP, Faculdade de Engenharia de Ilha Solteira, FEIS, Ilha Solteira, SP, Brasil.

Paulo Cézar Ceresini, Universidade Estadual Paulista, Faculdade de Engenharia de Ilha Solteira

Prof. Dr. Associado, Departamento de Fitossanidade, Engenharia Rural e Solos, UNESP, FEIS, Ilha Solteira, SP, Brasil

Kátia Luciene Maltoni, Universidade Estadual Paulista, Faculdade de Engenharia de Ilha Solteira

Profa. Dra.  Associado, Departamento de Fitossanidade, Engenharia Rural e Solos, UNESP, FEIS, Ilha Solteira, SP, Brasil.

Ana Maria Rodrigues Cassiolato, Universidade Estadual Paulista, Faculdade de Engenharia de Ilha Solteira

Profa. Dra.  Associado, Departamento de Fitossanidade, Engenharia Rural e Solos, UNESP, FEIS, Ilha Solteira, SP, Brasil.

Referências

Berraquero, F. R., Baya, B., & Cormenzana, A. R. (1976). Establecimiento de índices para el estudio de la solubilización de fosfatos por bacterias del suelo. Ars Pharmaceutica, 17(4), 399-406. doi: 10.30827/ars

Boni, T. S., Pereira, E. I. P., Santos, A. A., Cassiolato, A. M. R., & Maltoni, K. L. (2022). Biomass residues improve soil chemical and biological properties reestablishing native species in an exposed subsoil in Brazilian Cerrado. Plos One, 17(6), 1-19. doi: 10.1371/journal.pone.0270215 DOI: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0270215

Borham, A., Belal, E., Metwaly, M., & El-Gremy, S. (2017). Phosphate solubilization by Enterobacter cloacae and its impact on growth and yield of wheat plants. Journal of Sustainable Agricultural Sciences, 43(2), 89-103. doi: 10.21608/JSAS.2017.1013.1003 DOI: https://doi.org/10.21608/jsas.2017.1035.1004

Costa, S. V., Silva, R. S., & Magalhães, A. M., Jr. (2020). Produção de sementes. https://www.embrapa.br/agencia-de-informacao-tecnologica/cultivos/arroz/pre-producao/producao-de-sementes

Crusciol, C. A. C., Soratto, R. P., & Arf, O. (2007). Produtividade de grãos e exportação de nutrientes de cultivares de arroz irrigadas por aspersão em consequência da época de semeadura. Bragantia, 66(2), 247-257. doi: 10.1590/S0006-87052007000200008 DOI: https://doi.org/10.1590/S0006-87052007000200008

Eke, P., Kumar, A., Sahu, K. P., Wakam, L. N., Sheoran, N., Ashajyothi, M., Patel, A., & Fekam, F. B. (2019). Endophytic bacteria of desert cactus (Euphorbia trigonas Mill) confer drought tolerance and induce growth promotion in tomato (Solanum lycopersicum L.). Microbiological Research, 228(1), 1-15. doi: 10.1016/j.micres.2019.126302 DOI: https://doi.org/10.1016/j.micres.2019.126302

Elhaissoufi, W., Khourchi, S., Ibnyasser, A., Ghoulam, C., Rchiad, Z., Zeroual, Y., Lyamlouli, K., & Bargaz, A. (2020). Phosphate solubilizing rhizobacteria could have a stronger influence on wheat root traits and aboveground physiology than rhizosphere P solubilization. Frontiers in Plant Science, 11(1), 1-15. doi: 10.3389/fpls.2020.00979 DOI: https://doi.org/10.3389/fpls.2020.00979

Estrada, G. A., Baldani, V. L. D., Oliveira, D. M., Urquiaga, S., & Baldani, J. I. (2013). Selection of phosphate-solubilizing diazotrophic Herbaspirillum and Burkholderia strains and their effect on rice crop yield and nutrient uptake. Plant and Soil, 369(1), 115-129. doi: 10.1007/s11104-012-1550-7 DOI: https://doi.org/10.1007/s11104-012-1550-7

Fankem, H., Mafokoua, H. L., Nkot, L. N., Simo, C., Dondjou, D. T., Tchakounte, G. V. T., Nwaga, D., & Etoa, F. X. (2016). Biodiversity of the phosphate solubilizing microorganisms (PSMs) population from the rice rhizosphere soils of the two agroecological zones of Cameroon. International Journal of Biological and Chemical Sciences, 9(5), 2284-2299. doi: 10.4314/ijbcs.v9i5.3 DOI: https://doi.org/10.4314/ijbcs.v9i5.3

Fankem, H., Nwaga, D., Deubel, A., Dieng, L., Merbach, W., & Etoa, F. X. (2006). Occurrence and functioning of phosphate solubilizing microorganisms from oil palm tree (Elaeis guineensis) rhizosphere in Cameroon. African Journal of Biotechnology, 5(24), 2450-2460. doi: 10.5897/AJB06.324

Ferreira, D. F. (2019). Sisvar. A computer analysis system to fixed effects split plot type designs. Revista Brasileira de Biometria, 37(4), 529-535. doi: 10.28951/rbb.v37i4.450 DOI: https://doi.org/10.28951/rbb.v37i4.450

Food and Agriculture Organization of the United States (2023). Rankings: countries by commodity. https://www.fao.org/faostat/en/#rankings/countries_by_commodity

Hara, F. A. S., & Oliveira, L. A. (2004). Características fisiológicas e ecológicas de isolados de rizóbios oriundos de solos ácidos e álicos de Presidente Figueiredo, Amazonas. Acta Amazônica, 34(3), 343-357. doi: 10.1590/S0044-59672004000300002 DOI: https://doi.org/10.1590/S0044-59672004000300002

Irfan, M., Aziz, T., Maqsood, M. A., Bilal, H. M., Siddique, K. H. M., & Xu, M. (2020). Phosphorus (P) use efficiency in rice is linked to tissue-specific biomass and P allocation patterns. Scientific Reports, 10(1), 1-14. doi: https://doi.org/10.1038/s41598-020-61147-3 DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-020-61147-3

Khan, M. U., Sessitsch, A., Harris, M., Fatima, K., Imran, A., Arslan, M., Shabir, G., Khan, Q. M., & Afzal, M. (2015). Cr-resistant rhizo- and endophytic bacteria associated with Prosopis juliflora and their potential as phytoremediation enhancing agents in metal-degraded soils. Frontiers in Plant Science, 5(755), 1-10. doi: 10.3389/fpls.2014.00755 DOI: https://doi.org/10.3389/fpls.2014.00755

Kour, D., Rana, K. L., Kaur, T., Yadav, N., Yadav, A. N., Kumar, M., Kumar, V., Dhaliwal, H. S., & Saxena, A. K. (2021). Biodiversity, current developments, and potential biotechnological applications of phosphorus-solubilizing and -mobilizing microbes: a review. Pedosphere, 31(1), 43-75. doi: 10.1016/S1002-0160(20)60057-1 DOI: https://doi.org/10.1016/S1002-0160(20)60057-1

Li, X., Peng, D., Zhang, Y., Ju, D., & Guan, C. (2020). Klebsiella sp. PD3, a phenanthrene (PHE) - degrading strain with plant growth promoting properties enhances the PHE degradation and stress tolerance in rice plants. Ecotoxicology and Environmental Safety, 201(1), 1-15. doi: 10.1016/j.ecoenv.2020.110804 DOI: https://doi.org/10.1016/j.ecoenv.2020.110804

Lin, L., Li, Z., Hu, C., Zhang, X., Chang, S., Yang, L., Li, Y., & An, Q. (2012). Plant growth-promoting nitrogen-fixing Enterobacteria are in association with sugarcane plants growing in Guangxi, China. Microbes and Environments, 27(4), 391-398. doi: 10.1264/jsme2.me11275 DOI: https://doi.org/10.1264/jsme2.ME11275

Maguire, J. D. (1962). Speed of germination aid in selection and evaluation for seedling emergence and vigor. Crop Science, 2(2), 176-177. doi: 10.2135/cropsci1962.0011183X000200020033x DOI: https://doi.org/10.2135/cropsci1962.0011183X000200020033x

Ministério da Agricultura Pecuária e Abastecimento (2009). Regras para análise de sementes. https://www.gov.br/agricultura/pt-br/assuntos/insumos-agropecuarios/arquivos-publicacoes-insumos/2946_regras_analise__sementes.pdf

Nakagawa, J. (2020). Testes de vigor baseados na avaliação das plântulas. In F. C. Krzyzanowski, R. D. Vieira, J. Marcos Fº., & J. B. França Neto (Eds.), Vigor de sementes: conceitos e testes (2a ed., Cap. 2, pp. 1-21). Londrina.

Panda, B., Rahman, H., & Panda, J. (2016). Phosphate solubilizing bacteria from the acidic soils of Eastern Himalayan region and their antagonistic effect on fungal pathogens. Rhizosphere, 2(1), 62-71. doi: 10.1016/j.rhisph.2016.08.001 DOI: https://doi.org/10.1016/j.rhisph.2016.08.001

Ribeiro, V. P., Almeida, C. N. S., Mattos, B. B., Oliveira, C. A., Gomes, E. A., & Marriel, I. E. (2014). Potencial de solubilização de fosfato de ferro in vitro e produção de sideróforos por microrganismos endofíticos da cultura de milho. Anais da Sociedade Brasileira de Ciência do Solo, FertBio, Araxá, MG, Brasil, 2014.

Roslan, M. A. M., Zulkifli, N. N., Sobri, Z. M., Zuan, A. T. K., Cheak, S. C., & Rahman, N. A. A. (2020). Seed biopriming with P- and K-solubilizing Enterobacter hormaechei sp. improves the early vegetative growth and the P and K uptake of okra (Abelmoschus esculentus) seedling. Plos One, 15(7), 1-41. doi: 10.1371/journal.pone.0232860 DOI: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0232860

Santos, A. A., Agustini, J. A., Maltoni, K. L., & Cassiolato, A. M. R. (2018). Addition of waste and introduction of microorganisms after 45 years of soil degradation. Revista Ciência Agronômica, 49(3), 363-370. doi: 10.5935/1806-6690.20180041 DOI: https://doi.org/10.5935/1806-6690.20180041

Santos, H. O., Botelho, F. B. S., Fonseca, A. C. A., Uenojo, R. K., Mendes, M. P., & Pinho, E. V. R. V. (2015). Quality of seeds of upland rice lines adapted to the state of Minas Gerais, Brazil. American Journal of Plant Sciences, 6(12), 1920-1927. doi: 10.4236/ajps.2015.612193 DOI: https://doi.org/10.4236/ajps.2015.612193

Shahzad, S. M., Arif, M. S., Riaz, M., Ashraf, M., Yasmeen, T., Zaheer, A., Bragazza, L., Buttler, A., & Robroek, B. J. M. (2017). Interaction of compost additives with phosphate solubilizing rhizobacteria improved maize production and soil biochemical properties under dryland agriculture. Soil and Tillage Research, 174(1), 70-80. doi: 10.1016/j.still.2017.06.004 DOI: https://doi.org/10.1016/j.still.2017.06.004

Silva, G. N., F., & Vidor, C. (2000). Solubilização de fostatos por microrganismos na presença de fontes de carbono. Revista Brasileira de Ciência do Solo, 24(2), 311-319. doi: 10.1590/S0100-06832000000200008 DOI: https://doi.org/10.1590/S0100-06832000000200008

Solanki, M. K., Wang, Z., Wang, F. Y., Li, C. N., Gupta, C. L., Singh, R. K., Malviya, M. K., Singh, P., Yang, L. T., & Li, Y. R. (2020). Assessment of diazotrophic proteobacteria in sugarcane rhizosphere when intercropped with legumes (peanut and soybean) in the field. Frontiers in Microbiology, 11(1), 1-12. doi: 10.3389/fmicb.2020.01814 DOI: https://doi.org/10.3389/fmicb.2020.01814

Souchie, E. L., & Abboud, A. C. S. (2007). Solubilização de fosfato por microrganismos rizosféricos de genótipos de Guandu cultivados em diferentes classes de solo. Semina: Ciências Agrárias, 28(1), 11-18. doi: 10.5433/1679-0359.2007v28n1p11 DOI: https://doi.org/10.5433/1679-0359.2007v28n1p11

Sylvester-Bradley, R., Asakawa, N., La Torraca, S., Magalhães, F. M. M., Oliveira, L. A., & Pereira, R. M. (1982). Levantamento quantitativo de microrganismos solubilizadores de fosfatos na rizosfera de gramíneas e leguminosas forrageiras na Amazônia. Acta Amazônica, 12(1), 15-22. doi: 10.1590/1809-43921982121015 DOI: https://doi.org/10.1590/1809-43921982121015

Tan, B. L., & Norhaizan, M. E. (2020). Rice by-products: phytochemicals and food products application. Springer. DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-030-46153-9

Timofeeva, A., Galyamova, M., & Sedykh, S. (2022). Prospects for using phosphate-solubilizing microorganisms as natural fertilizers in agriculture. Plants, 11(16), 1-23. doi: 10.3390/plants11162119 DOI: https://doi.org/10.3390/plants11162119

Tunes, L. M., Tavares, L. C., & Barros, A. C. S. A. (2012). Envelhecimento acelerado como teste de vigor para sementes de arroz. Revista de Ciências Agrárias, 35(1), 120-127. doi: 10.19084/rca.16072

Withers, P. J. A., Rodrigues, M., Soltangheisi, A., Carvalho, T. S. de, Guilherme, L. R. G., Benites, V. de M., Gatiboni, L. C., Sousa, D. M. G. de, Nunes, R. de S., Rosolem, C. A., Andreote, F. D., Oliveira, A. de, Coutinho, E. L. M., & Pavinato, P. S. (2018). Transitions to sustainable management of phosphorus in Brazilian agriculture. Scientific Reports, 8(1), 1-13. doi: 10.1038/s41598-018-20887-z DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-018-20887-z

Downloads

Publicado

2024-02-26

Como Citar

Oliveira, J. A. de, Lourenço, F. M. dos S., Feitosa, D. G., Ceresini, P. C., Maltoni, K. L., & Cassiolato, A. M. R. (2024). Bioprospecção de bactérias solubilizadoras de fosfato em solos com diferentes fertilidades. Semina: Ciências Agrárias, 45(1), 271–286. https://doi.org/10.5433/1679-0359.2024v45n1p271

Edição

Seção

Artigos

Dados de financiamento