Spray-Drying Microencapsulation of Bacillus megaterium in PVA/Cationic Starch/Zinc Oxide for Promoting Growth and Zinc Availability in Soybean Plants

Autor(es)

Lodi, Ludimila Araujo ; Borges, Roger ; Lopes, Marina Momesso ; Graciano, Vanessa Araujo ; Bortoletto-Santos, Ricardo ; Barud, Hernane S. ; de Oliveira-Paiva, Christiane Abreu ; Ribeiro, Caue ; Farinas, Cristiane Sanchez

• Tipo de documento: Artigo Científico
• Fonte: ACS AGRICULTURAL SCIENCE & TECHNOLOGY; v. N/A, p. 13-pg., 2024-11-11.

Resumo

Zinc (Zn) is essential for plant development and its deficiency can reduce agricultural productivity. Nutrient-solubilizing microorganisms offer a promising solution to enhance the zinc availability for plants. However, directly applying these microorganisms in the field presents challenges such as cell viability loss. Here, we developed a formulation using poly(vinyl alcohol) (PVA), cationic starch (CS), and zinc oxide (ZnO) for microencapsulating Bacillus megaterium via spray drying. Our results showed that B. megaterium effectively solubilizes zinc oxide. The PVACS-ZnO matrix provided a favorable environment for the growth and development of B. megaterium, releasing cells in quantities exceeding initial inoculation (10 log10 CFU/g). Additionally, it protected the cells against adverse field conditions, maintaining bacterial viability after heat (50 degrees C/48 h), UV light (95% after 180 min), and fungicide/insecticide exposure (99% after 2 h), unlike free bacteria. Accelerated shelf life tests indicated prolonged stability of PVACS-ZnO microspheres, with double the estimated shelf life (14 months) compared to free bacteria (6 months). In greenhouse experiments, the formulation increased aerial and root biomass of soybean plants, and enhanced phosphorus and zinc absorption. These findings indicate that PVASC-ZnO formulations offer a promising strategy for encapsulating microorganisms and enhancing zinc availability, resulting in an effective and environmentally friendly biofertilizer product. (AU)

• Processo FAPESP: 17/50334-3 - Plano de Desenvolvimento Institucional em Pesquisa (PDIp): modernização e adequação de unidades multiusuárias estratégicas do Instituto Biológico
• Beneficiário: Ana Eugênia de Carvalho Campos
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Programa Modernização de Institutos Estaduais de Pesquisa
• Processo FAPESP: 23/09673-0 - Desenvolvimento de tratamento mecanoquímico em via úmida para uso de lodo de ETA como matéria-prima para produção de fertilizantes de liberação controlada.
• Beneficiário: Roger Borges
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Programa Fixação de Jovens Doutores
• Processo FAPESP: 20/12210-3 - Desenvolvimento de alternativas tecnológicas para uso de lodo de ETA como matéria-prima para produção de fertilizantes de liberação controlada
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Parceria para Inovação Tecnológica - PITE
• Processo FAPESP: 21/11965-3 - Centro de manejo sustentável de pragas doenças e plantas daninhas
• Beneficiário: Mário Eidi Sato
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Centros de Ciência para o Desenvolvimento
• Processo FAPESP: 24/09631-8 - Bioinsumos multifuncionais a base de microrganismos e aminoácidos com propriedades de nutrição e bioestimulação de plantas para aplicação na agricultura
• Beneficiário: Cristiane Sanchez Farinas
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Processo FAPESP: 23/01549-8 - Desenvolvimento de tratamento mecanoquímico em via úmida para uso de lodo de ETA como matéria-prima para produção de fertilizantes de liberação controlada
• Beneficiário: Cauê Ribeiro de Oliveira
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular