Investigando o efeito interativo da inoculação com rizobactérias associada à fertilização nitrogenada no Capim-Mombaça: abordagens isotópicas (15N), perfil antioxidante, metabolismo de N, quantificação hormonal e alterações ultra-morfológicas na raiz

• Processo: 23/02584-1
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de agosto de 2023
• Data de Término da vigência: 31 de julho de 2027
• Área de conhecimento: Ciências Agrárias - Agronomia
• Pesquisador responsável: José Lavres Junior
• Beneficiário: Cássio Carlette Thiengo
• Instituição Sede: Centro de Energia Nuclear na Agricultura (CENA). Universidade de São Paulo (USP). Piracicaba , SP, Brasil
• Assunto(s): Interação planta-inseto Reguladores de crescimento de plantas Métodos de inoculação Isótopos de nitrogênio Azospirillum brasilense Rizobactérias Fertilização Capim mombaça
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Azospirillum brasilense | bactérias promotoras de crescimento de plantas | co-inoculação | isótopos estáveis de N | Megathyrsus maximus | Interação planta-microrganismo

Resumo

A baixa eficiência dos fertilizantes nitrogenados é uma problemática global que impede o desenvolvimento sustentável na agricultura, podendo gerar riscos ao ambiente e à saúde humana. A inoculação ou co-inoculação de rizobactérias que promovem o crescimento de plantas (RPCP) por múltiplos mecanismos têm sido considerada uma alternativa promissora no aumento da eficiência e recuperação do nitrogênio, mas essas associações ainda são pouco exploradas em pastagens tropicais. Objetiva-se avaliar com este projeto o efeito da inoculação ou co-inoculação com RPCP no capim-Mombaça, e como esse processo pode ser impactado por níveis de fertilização com N. O primeiro experimento (casa de vegetação e vasos preenchidos com solo), será conduzido em delineamento em blocos casualizados, obedecendo a um esquema fatorial 6×4, com 8 repetições. Os tratamentos serão constituídos por um controle (não inoculado), inoculações individuais com Azospirillum brasilense (Azo), Pseudomonas fluorescens (Pf), Bacillus subtilis (Bs) e combinadas com Azo+Pf e Azo+Bs, associados aos níveis: i) ausente (0 mg de N kg-1), ii) baixo (50 mg de N kg-1), iii) adequado (150 mg de N kg-1) e iv) alto (300 mg de N kg-1) de fertilização nitrogenada. Metade das repetições (4/8) receberão ureia enriquecida 15N e o restante ureia convencional (controle isotópico). Neste experimento (1º ciclo + rebrota), duas técnicas isotópicas 15N combinadas (abundância natural ´15N 0 e diluição isotópica) permitirão quantificar a contribuição do N2-fixado por esses microrganismos e a recuperação do N-fertilizante aplicado, avaliando-se ainda as trocas gasosas, medidas nutricionais (eficiência de uso de nutrientes), produtivas e agrupamento do sistema radicular em classes de diâmetro (obtenção e imagens de raízes) nas plantas de todos tratamentos. Os organismos mais promissores serão selecionados (Inocprom) especialmente com base na contribuição em N-fixado e na recuperação do N-ureia aplicado. No segundo experimento (solução nutritiva), Inocprom será avaliado com base em análises relacionadas ao metabolismo do N (atividade das enzimas nitrogenase, redutase do nitrato e frações solúveis de N), enzimas antioxidantes (CAT, SOD, APX) e indicadores de estresse oxidativo (H2O2 e MDA), além da quantificação de hormônios aliado à técnica de microscopia. Os tratamentos (controle + Inocprom) serão conduzidos em esquema fatorial simples em blocos casualizados, com 5 repetições em suprimento adequado de N (baixo ou nenhum N pode limitar drasticamente os dias de ensaio em solução). Levando-se em consideração a complementaridade de ambos os experimentos, espera-se que a co-inoculação de RPCP seja mais eficaz em promover o crescimento do capim-mombaça comparado à inoculação isolada, estimulando a produção de hormônios e o desenvolvimento radicular (o que pode ser acompanhado de alterações em nível celular das raízes), aumentando a eficiência de uso de N (via N-fixado e maior recuperação do N-fertilizante e do N oriundo do solo). Acredita-se ainda, que a eficácia da inoculação (efeito promotor de crecimento) seja fortemente atenuado em alto fornecimento de N. Ademais, a inoculação/co-inoculação pode levar a melhorias do sistema antioxidante, reforçando a proteção dos cloroplastos, com reflexos na maior assimilação de CO2 e intensificação do metabolismo de N, promovendo o crescimento capim-mombaça e favorecendo o acúmulo de outros nutrientes (não somente o N). (AU)

Publicações científicas

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

THIENGO, CASSIO CARLETTE; GALINDO, FERNANDO SHINTATE; RODAK, BRUNA WURR; BERNARDES, JOAO VICTOR SILVA; DA ROCHA, LETICIA OLIVEIRA; GAZIOLA, SALETE APARECIDA; AZEVEDO, RICARDO ANTUNES; BURAK, DIEGO LANG; OLIVARES, FABIO LOPES; LAVRES, JOSE. Harnessing plant growth-promoting bacteria (Herbaspirillum seropedicae) from an optimal mineral nitrogen supply: A study on improving nitrogen use efficiency in marandu palisadegrass. Plant Physiology and Biochemistry, v. 220, p. 14-pg., 2025-01-13. (21/05372-0, 23/02584-1)