Impacto do uso de Rhizobium no rendimento

de feijão-caupi, cont...

Agrobiologia

CONACMini-curso

Teresina, PI22 a

24/5/2006

Como selecionar uma estirpe de rizóbio para ser utilizada como

inoculante

Leguminosas tropicais:• São consideradas como apresentando pouca

especificidade em relação ao microssimbionte;• Nodulam bem com as estirpes nativas;• Dificuldade de selecionar inoculante que

precisa ser competitivo frente a outras populações microbianas;

• Seleção de estirpes costuma apresentar resultados muito variados;

• Exceto para soja, a utilização de inoculante rizobiano no Brasil é relativamente baixa;

Embrapa Agrobiologia

• otimização da FBN em leguminosas tropicais:

caupi ou feijão-de-corda(Vigna unguiculata)

amendoim(Arachis hipogaea)

Efeito da seca sobre a população de rizóbio Lindete M. Vieira Martins

Estirpes de rizóbio previamente selecionadas

foram avaliadas em área de sequeiro durante 2 anos

consecutivos

Esquemas de Inoculação: 1 - Inoculação somente no primeiro plantio -

avaliar a sobrevivência da estirpe no solo durante o período entre os dois plantios,

2 - Inoculação somente no cultivo do

segundo plantio - avaliar o efeito da presença da cultura sobre a população nativa quer seja na sua multiplicação quer seja na seleção de estirpes,

3 - Inoculação nos 2 plantios -avaliar a eficácia da segunda inoculação no potencial competitivo da estirpe.

0

5

10

15

20

25

30

35

40

cult 1 cult 2 cult 1 cult 2 cult 1 cult 2

nodu

les

num

ber

negative serogroup strains positive serogroup strains

inoc. schedule I inoc. schedule II inoc. schedule III

a a

bB

A A

Ocupação Nodular pelo inoculante em caupi Ocupação Nodular pelo inoculante em caupi

cultivado em área de sequeiro de cultivado em área de sequeiro de

PernambucoPernambuco

Produtividade de caupi inoculado com

estirpes de rizóbio ao longo de 2 plantios

Nitrogênio no grão de caupi inoculado com

estirpes de rizóbio ao longo de 2 plantios

0

1

2

3

4

5

6

7

BR

3267

BR

3268

BR

3269

BR

3270

BR

3271

BR

3272

BR

3273

BR

3274

BR

3275

BR

3276

Abs

contr

N

contr

cowpea strains

gra

in

nitr

og

en

(g

/pla

nt)

B

LSD =0,46

0,0

5,0

10,0

15,0

20,0

25,0

30,0

35,0

40,0

cult 1 cult 2 cult 1 cult 2 cult 1 cult 2 cult 1 cult 2 cult 1 cult 2 cult 1 cult 2 cult 1 cult 2 cult 1 cult 2 cult 1 cult 2 cult 1 cult 2

nodu

les

num

ber

negative serogroup strains

positive serogroup strains

BR 3267 BR 3268 BR 3269 BR 3270 BR 3271 BR 3272 BR 3273 BR 3274 BR 3275 BR 3276

serogroup strainspositive negative

cult 1 cult 2 cult 1 cult 2

Ocupação nodular por estirpes inoculantes em caupi

Conclusões

• A inoculação de rizóbio no caupi em área de sequeiro, foi capaz de aumentar a produtividade em até 35%, produção equivalente a uma adubação de 50 kg N/ha – alternativa para área de sequeiro;

• A inoculação promoveu um aumento significativo no número de nódulos;

• A ocupação dos isolados nos tratamentos inoculados atingiram níveis próximos a 100%;

Seleção de estirpes para inoculação de caupi em áreas recém-abertas de

Cerrado do sul de Piauí e MaranhãoJerri Edson Zilli

1. Seleção em casa-de-vegetação2. Seleção em campo

Plant dry matter (g)

0 2 4 6 8 10

BR3281

BR3267

BR3288

BR3287

BR3286

BR3262

BR2001

BR3280

BR3278

BR3284

BR3283

BR3282

BR3277

BR3279

BR3285

Total N (mg)

0 100 200 300

Dry weight nodules (g)

0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0

Bradyrhizobium sp.B. japonicumB. elkanii

CV (%) = 22,32 CV (%) = 19,26 CV (%) = 24,45

a

a

a

c

ab

bc

c

ac

bc

c

c

a

a

a

a

d

cd

bcd

abc

abcd

abc

abc

abc

ab

a

abc

abc

ab

a

bcd

a

ab

ab

bc

bc

c

abc

abc

abc

abc

abc

bc

bc

bc

bc

Acúmulo de nitrogênio, produção de matéria seca e massa nodular de plantas de caupi inoculadas com estirpes de Bradyrhizobium spp. em casa-de-vegetação. * DMS obtido com dados transformados por raiz quadrada.

AR

A (

nm

oles

.ml-

1 )

0

10

20

30

40

50

60

Bradyrhizobium sp. B. japonicum B. elkanii

a aa

ab

ab

ab

abab

abab

ab

ab

b

b

ab

CV (%) = 21,15

Análise de redução de acetileno de estirpes de Bradyrhizobium spp. utilizadas como inoculantes de plantas de caupi em casa-de-vegetação.

Relative efficiency (%)

0 20 40 60 80 100

Total N (mg)

0

50

100

150

200

250

300

ER vs MS (g): 32,0904 ER vs MS (g): 51,7074 ER vs MS (g): 54,7074 ER vs MS (g): 61,8509 ER vs MS (g): 61,8834

HUP- HUP+

Bradyrhizobium sp.B.elkaniiB.japonicum

BR3287

BR3286

BR3281

BR3285

BR3277

BR3283

BR3279

BR3282BR3284

BR3278

BR3280BR3288

BR2001

BR3267

BR3262

Acúmulo de nitrogênio em relação a eficiência relativa de estirpes de Bradyrhizobium spp. utilizadas com inoculantes para plantas de caupi em casa-de-vegetação.

B . e la k a n i i

a a a

a b

a b c

B . ja p o n ic u m

c c

cc

b c

a

c c c

0

1 0

2 0

3 0

4 0

5 0

6 0

7 0

8 0

Posi

tive

nodu

les

reac

tion

(%)

I n o c u l a te d C o n tr o l

Ocupação nodular, avaliada pela técnica de ELISA, em plantas de caupi cultivadas em experimento de campo.

Conclusões

• Otimização da FBN deve visar a seleção de estirpes que sejam tanto eficiente quanto competitivas

• B. japonicum x B. elkanii

• Fator Hup

Seleção de associações capazes de manter

atividade de fixação biológica de nitrogênio em condições de altas

temperaturas

estirpes de rizóbio – Romano Valicheski genótipos de caupi – Gustavo R. Xavier

O caupi é uma leguminosa reconhecidamente capaz de manter níveis adequados de FBN sob

temperatura elevada

A tolerância a altas temperaturas é decorrente da presença de genes de resistência à temperatura que

no caso do caupi devem estar relacionados ao processo de FBN.

CAUPIIPA 206

Seleção de estirpes inoculadas na cultivar de caupi IPA 206, capazes de manter

atividade de FBN após choque térmico

15 estirpes eficientes

15 estirpes eficientes

Choque térmico

IPA 206x

estirpes tolerante ao

choque térmico

Estirpes de rizóbio

isoladas de nódulos de

caupi cultivado

em amostras de solo do Nordeste do Brasil Bradyrhizobi

um japonicum

BR 2001

Rhizobium

Sinorhizobium

Azorhizobium

Caupi (IPA 206) aos 10 DAG

Caupi (IPA 206) aos 25 DAG

Tanque para choque térmico

Es tirp esBR3269

BR3271

BR3273

BR3272

BR3262

BR3274

BR3276

BR3287

BR3288

7S 80BR3275

BR2001

NFB36

CON

TBR3267

Ma

téria S

eca (g

)

0 ,0

0 ,5

1 ,0

1 ,5

2 ,0

2 ,5

3 ,0

N-T

otal (m

g)

0

20

40

60

80

100

120

Maté ria Se ca (g )

N-Tota l (mg )

Experimento I

DMS

Peso Mat Seca: 0,364

N total: 15,4

2D G rap h 1

E s ti r p es

7 S3 2 1A9

4S28

4 S65S

252 7B

134 A

26

7S60

1 3A2

6 S97S

24C

ON

T

N-T

ota

l (mg

)

0

20

40

60

80

1 00

1 20

Ma

téria

Sa

ca

(g)

0 ,0

0 ,5

1 ,0

1 ,5

2 ,0

2 ,5

3 ,0

3 ,5

4 ,0

N -T o ta l ( m g )

M até r ia se c a (g )

Experimento II

DMS

Peso Mat Seca: 0,437

N total: 18,96

Matéria seca e N acumulados em caupi inoculado com rizóbio em condições estéreis

Efeito do choque térmico no N acumulado

nas folhas de caupiSEM CHOQUE

0,00

10,00

20,0030,00

40,00

50,00

60,00

70,0080,00

90,00

100,00

COLETA1

COLETA2

C/CHOQUE

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100 COLETA1

COLETA2

SEM CHOQUE

0,00

10,00

20,00

30,00

40,00

50,00

60,00

70,00

80,00

90,00

7s3 21a9 4s28 4s6 5s25 27b1 34a26 7s60 13a2 6s9 7s24 cont

coleta1

coleta2

COM CHOQUE

0,00

10,00

20,00

30,00

40,00

50,00

60,00

70,00

80,00

90,00

7s3 21a9 4s28 4s6 5s25 27b1 34a26 7s60 13a2 6s9 7s24 cont

coleta1

coleta2

Experimento I Experimento II

Comportamento da nodulação em raízes de

caupi submetido ao choque térmico

-20

-10

0

10

20

30

40

50

60

70

80

Nú

me

ro d

e n

ód

ulo

s

dif

. en

tre

C1

e C

2 (%

)

-60,00

-40,00

-20,00

0,00

20,00

40,00

60,00

80,00

Experimento I Experimento II

Isolado 5S20: boa produtividade, tolerante ao choque, aumenta população

de nódulos5S20

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

COLETA1 COLETA2

C/CHOQ

S/CHOQ

N-a

cum

ulad

o pa

rte

aére

a (m

g)

Isolado 21A9: alta produtividade, tolerante ao

choque, mantém população de nódulos

21A9

0,00

10,00

20,00

30,00

40,00

50,00

60,00

70,00

80,00

90,00

100,00

COLETA1 COLETA2

C/CHOQ

S/CHOQ

N-a

cum

ulad

o pa

rte

aére

a (m

g)

Isolado 4S28 (cresc. rápido): alta produtividade, tolerante

ao choque, mantém população de nódulos

4S28

0,00

10,00

20,00

30,00

40,00

50,00

60,00

70,00

80,00

90,00

100,00

COLETA1 COLETA2

C/CHOQ

S/CHOQ

N-a

cum

ulad

o pa

rte

aére

a (m

g)

Isolado 5S13: boa produtividade, sensível ao

choque, diminui população de nódulos

5S13

0

10

20

30

4050

60

70

80

90

100

COLETA1 COELTA2

C/CHOQ

S/CHOQ

N-a

cum

ulad

o pa

rte

aére

a (m

g)

Isolado 7S63: baixa produtividade, sensível ao

choque, aumenta população de nódulos

7S63

0

10

20

30

4050

60

70

80

90

100

COLETA1 COELTA2

C/CHOQ

S/CHOQ

N-a

cum

ulad

o pa

rte

aére

a (m

g)

Isolado 7S3 (cresc. rápido): alta produtividade, sensível ao choque, diminui população de

nódulos7S3

0,00

10,00

20,00

30,00

40,00

50,00

60,00

70,00

80,00

90,00

100,00

COLETA1 COLETA2

C/CHOQ

S/CHOQ

N-a

cum

ulad

o pa

rte

aére

a (m

g)

Conclusões

• Estirpes sensíveis e tolerantes ao choque térmico

• Mecanismos de tolerância ao choque térmico– Manutenção da população de nódulos– Recuperação rápida da população de

nódulos após o estresse• Necessidade de estudos semelhantes

com outros genótipos da planta

Seleção de associações eficientes quanto à FBN de rizóbio e

amendoim em diferentes solos

Carolina Etienne dos Santos

Eficiência do inoculante na nodulação de 4 genótipos de amendoim

0

50

100

150200

250

300

350

S-10

S-11

Aes

-19

A-4

0

A-4

9

A- 7

2c

A-7

5

A-1

05

A-1

15

A-1

35

A-1

40

A-2

96 N N-

Núm

ero

de n

ódul

os/p

lant

a

cv.Tatu cv.L7 cv.Sertão cv.Br 1

0

0,2

0,4

0,6

0,8

S-10

S-11

Aes

-19

A-4

0

A-4

9

A-7

2c

A-7

5

A-1

05

A-1

15

A-1

35

A-1

40

A-2

96 N N-

Mas

sa sec

a do

s nó

dulo

s (g

/pla

nta) cv.Tatu cv.L 7 cv.Sertão cv.BR1

Eficiência do inoculante na matéria seca acumulada em 4 genótipos de amendoim

0

50

100

150

200

S-10

S-11

Aes

-19

A-4

0

A-4

9

A-7

2c

A-7

5

A-1

05

A-1

15

A-1

35

A-1

40

A-2

96 N N-

N-to

tal a

cum

ulad

o na

pae

te

aére

a (m

g/pl

anta)

cv.Tatu cv.L7 cv.Sertão cv.BR1

Eficiência do inoculante no N-total acumulado em 4 genótipos de amendoim

Importância da manutenção não só de populações de rizóbio como também de outros elementos da microbiota associada à rizosfera

para o crescimento vegetal

• Promotores de crescimento• Agentes de controle biológico

• Decompositores• Estímulo à ciclagem de nutrientes

Cv BR1:

•Capaz de nodular com vários grupos de rizóbio;

•Baixa especificidade;

•Dificuldade de estabelecimento do inoculante

Cv Tatu e cv L7:

•Capazes de nodular com poucos grupos de rizóbio;

•Alta especificidade;

•Facilidade de estabelecimento de inoculante compatível

Conclusões

FIM

Obrigada!!!