Fixação de nitrogênio em árvores e fertilidade do solo

Second to nitrogen, phosphorus deficiency is the most wide spread limiting factor, present in about 80% of tropical soils. Erosion may affect 75% of the land area of the tropics, and salinity and alkalinity 7%. Acidity and related factors (Al and Mn toxicity and Ca and Mo deficiency) may affect 30% of these soils while other deficiencies as S, K and Zn are present in 5 to 10% of these soils, comprising mostly high rainfall areas. Nitrogen fixing trees may constitute the most desirable system for high protein yield, water and nutrient efficiency and protection against erosion. They can add large amounts of nitrogen to the soil-plant system (above 500 kg/ha/year) and at the same time return to the upper horizon nitrate, K, Ca and Mg from the lower profiles. The acidity generated in the rhizosphere of N2 -fixing plants may increase phosphate uptake from low solubitility rock-phosphate and the high P content of decomposing legume tissue may also be a good source of this nutrient for intercrops or succeeding crops. The acidity generated by N2 -fixing plants on the long run may lower soil pH specially in soils with low buffering capacity and periodic liming may be necessary to maintain high productivity. However, the higher organic matter content of soils under N2 -fixing trees may allow high yields at lower levels of pH than usually recommended  in conventional cropping systems.Depois do nitrogénio, a deficiência de fósforo é o fator limitante mais generalizado, presente em aproximadamente 80% dos solos tropicais. A erosão pode afetar 75% e a salinidade e a alcalinidade 7% destes solos. A acidez e os fatores associados (toxidez de Al e Mn e deficiências de Ca e Mo) podem afetar 30%, enquanto outras deficiências como S, K, Zn estão presentes em 5 a 10% dos solos tropicais, especialmente em áreas com altas taxas de precipitação. Árvores fixadoras de nitrogênio podem contribuir para a alta produção de proteína, uso eficiente da água e nutrientes e proteção contra erosão destes solos. Elas podem adicionar grandes quantidades de nitrogênio ao sistema (acima de 500 kg/há/ano de N) e, ao mesmo tempo, retornar ao horizonte superficial K, Ca e Mg das camadas mais profundas do solo. A acidez produzida na rizosfera das plantas fixadoras de N2 pode aumentar a eficiência da utilização de fosfatos naturais pouco solúveis, tanto para culturas intercalares como para culturas em sucessão. O eventual abaixamento do pH a longo prazo, especialmente em solos com baixo poder tampão, vai obrigar a calagens periódicas; entretanto, o maior teor de matéria orgânica na presença de árvores fixadoras de N2 pode permitir altas produções em pH mais baixo que usualmente recomendado, nos sistemas de agricultura convencional

Especificidade hospedeira na simbiose com Rhizobium- Fejão e influência de diferente nutrientes

Four greenhouse experiments were carried out to study host plant specificity in beans (Phaseolus vulgaris L.) and the interference of several nutrients. In these experiments, four commercial bean varieties and several more or less efficient Rhizobium strains were used. The results of the experiments showed that the efficiency of the symbiosis was dependent on both, strains and varieties. Molybdenum was essential for optimal nitrogen fixation. However excess, molybdenum was more detrimental to nitrogen fixation and nodulation than to plant growth. Potash and magnesium seemed to reduce nodulation and nitrogen fixation whereas calcium had a stimulating effect. These elements interferred equally in both varieties. Nitrogenous fertilizer however had inhibiting effects on nodulation which varied with the varieties.Foram feitos quatro experimentos em casa de vegetação com a finalidade de estudar a especificidade hospedeira na simbiose de estirpes de Rhizobium phaseoli com variedades de Phaseolus vulgaris e a influência de vários nutrientes. Com os dados obtidos pudemos concluir que de fato existe um comportamento diferente na fixação de N das estirpes quando em simbiose com diferentes variedades. O molibdênio, que se mostrou indispensável na fixação do N, quando em excesso prejudicou mais o processo da simbiose do que o desenvolvimento das plantas. O K e o Mg foram prejudiciais para a simbiose e fixação do N, enquanto o Ca foi indispensável para um perfeito processamento da simbiose. Não houve diferença entre as variedades em relação à nutrição com estes elementos. O adubo nitrogenado entretanto agiu diferentemente na simbiose das variedades, inibindo a nodulação da variedade Rico 23 e não das outras

Sintomatologia de deficiência de macronutrientes em Centrosema pubescens e Phaseolus atropurpureus

Two greenhouse experiments were carried out, using glass vessels with aereted "Hoagland" nutrient solution, to study the symptomatology of nutrient deficiencies in Centrosema pubescens Benth., variety Deodoro (jitirana), and Phaseolus atropurpureus D.C., variety Siratro. The lack of N, P, or K stimulated root development in relation to the aerial parts, and was more pronounced in Siratro than Jitirana. In all observations on the 50th day after planting, Siratro showed better development than Jitirana.  The symptoms of the nutrient deficiencies presented during the growth of the plants, were described and photographed.    Foram feitos dois experimentos em casa de vegetação, usando cubas de vidro com solução nutritiva de "Hoagland", aerada, para estudar o desenvolvimento e a sintomatologia de deficiências nutricionais de Centrosema pubescens Benth. variedade Deodoro (jitirana) e Phaseolus atropurpureus D C. variedade Siratro. A falta de N, P ou K estimulou um maior desenvolvimento das raízes em relação à parte aérea, sendo este efeito mais acentuado no Siratro do que na Jitirana. Em todas as observações no 50.° dia após o plantio, o Siratro mostrou maior desenvolvimento do que a Jitirana. Foram descritos e fotografados os sintomas de deficiências nutricionais apresentados durante o crescimento das plantas

Simbiose de estirpes homólogas com linhagens de Centrosema pubescens

A greenhouse experiment was carried out with Centrosema pubescens Benth. comparing the variety "Deodoro" with 4 of its lines, to study differences in nodulation and plant yield, utilizing several different strains of Rhizobium. For the two harvests at 28 and 56 days alter sowing, highly significant strain effects were observed in nodulation and plant growth. Differences between lines were significant only in the first harvest. Line homologous strains seemed to produce more nodules than non-homologous ones. A highly significant regression of nodule weight and total plant nitrogen was found which was independent of the Rhizobium strain or host. There was an interaction between strains and harvests and therefore it was suggested that strain precocity is not the most important characteristic to be observed in strain selection for perennial plants. The use of more than one strain in the inoculant, one precocious and another with later high efficiency should be considered.Foi feito um experimento em condições de casa de vegetação, com linhagens de C. pubescens Benth comparando-as com o cultivar "Deodoro", para estudar os efeitos de estirpes homólogas de Rhizobium sp., na simbiose e desenvolvimento das plantas. Para as duas coletas efetuadas aos 28 e 56 dias, após o plantio, verificaram-se efeitos altamente significativos das estirpes na nodulação e desenvolvimento das plantas. As linhagens apresentaram diferenças significativas aos 28 dias do plantio. Na coleta aos 56 dias estas diferenças foram menores e, apesar de não significativas, a linhagem 5.1/64 apresentou 25% de nitrogênio a mais que o cultivar Deodoro. Foi encontrada regressão altamente significativa do N total das plantas com o peso de nódulos (r  ═ 0,94), independentemente da estirpe de Rhizobium ou da linhagem de Centrosema. Diferenças encontradas na eficácia das estirpes entre coletas aos 28 e 58 dias após o plantio, mostraram que, para espécies perenes, nem sempre a precocidade deve ser a única característica a ser observada na seleção das estirpes. Isto sugere o uso de mais de uma estirpe para garantir uma fixação eficiente, tanto no inicio do estabelecimento da leguminosa como no seu desenvolvimento posterior

Efeito da temperatura do solo na simbiose da soja anual

In three greenhouse experiments the effects of high soil temperature on nodulation and nitrogen fixation were studied on four soybean varieties. Daily maximal temperatures above 33°C reduced nodule initiation and nodule efficiency while nodule growth was less affected. Rhizobium strains occurring naturally in the soil seemed more tolerant to excessive soil temperature than selected strains. Soybean varieties and Rhizobium strains varied in their tolerance to excessive soil temperatures.Foram feitos 3 experimentos em casa de vegetação para pesquisar efeitos de temperaturas excessivamente altas do solo na nodulação e fixação de nitrogênio atmosférico através da simbiose Rhizobium japonicum - Glycine max L. Merril. Temperaturas máximas diurnas acima de 33°C prejudicaram a iniciação dos nódulos e sua eficiência, observando-se efeitos menos pronunciados no desenvolvimento dos nódulos uma vez iniciados e na eficácia da simbiose proveniente da nodulação natural. Houve diferenças entre variedades de soja e estirpes de Rhizobium na tolerância à temperatura alta do solo

Seleção, em meio de cultura com asparagina, de estirpes de Rhizobium japonicum de eficiência nodular excepcional

Five laboratory experiments were conducted with Rhizobium japonicum to elaborate a laboratory test for selecting strains with exceptional nodule efficiency. Exceptional strains grown at 30°C, during 7 to 8 days in liquid medium containing 400 of DL-asparagine were inhibited by more than 60% when compared with the same strain grown in medium containing 100 ppm of DL-asparagine. Normal strains were inhibited much less or not at all in the presence of 400 ppm of DL-asparagine. Thirty four strains were tested and of these 11 were classified as exceptional by the asparagine test. Nine of these strains were known before to produce exceptionally efficient nodules. All strains classified as normal were known as such from greenhouse tests. Sorological tests demonstrated that the 11 exceptional strains originated from only 2 sources. Two strains, originally from Australia, seemed sorologically identical, and the remaining 9, although with varying titers, all gave at least some cross agglutination indicating their relationship with inoculants originally imported from the U.S.A.Foram feitos cinco ensaios de laboratório com estirpes de Rhizobium japonicum de eficiência normal e excepcional, usando meio de cultura com diversas concentrações de asparagina, com a finalidade de elaborar um método de laboratório para identificar as estirpes excepcionais. Em meio de cultura líquido com 400 ppm de DL-asparagina, incubado de 7 a 8 dias a 30°C, a inibição do desenvolvimento das estirpes com eficiência nodular excepcional foi acima de 60% quando comparado com o desenvolvimento no mesmo meio com 100 ppm de DL-asparagina. As estirpes normais mostraram menor ou nenhuma inibição do seu desenvolvimento na presença das 400 ppm de asparagina. De 34 estirpes, 11 foram identificadas como excepcionais. Testes sorológicos indicaram que estas 11 estirpes excepcionais se originaram de apenas duas fontes, uma delas comum a duas estirpes de origem australiana, e a outra, a todas as restantes, que apresentam maior ou menor parentesco entre si

Importância do fósforo na produção de sorgo forrageiro (Sorghum vulgare) em um solo podzólico vermelho-amarelo

Glass-house and a field experiments were carried out to study sorghum yield responses to different nutrients in a red yellow podzolic soil. In both experiments there were significant responses in the dry weight produced, to phosphorus applied. In the glass-house experiment, lack of phosphorus reduced tillering and root development during the establishement period. The tillering of the variety "Fartura" was greater than the variety "Santa Eliza", but the difference in tillering did not affect the total amount of dry matter produced by the above ground portions of the crop.Foram realizados dois experimentos, um em estufa e outro em campo para verificar a resposta do sorgo aos diferentes nutrientes, em um solo podzólico vermelho-amarelo (RYP). Em ambos os experimentos, verificaram-se respostas altamente significativas na adubação fosfatada, com relação à produção de matéria seca da parte aérea. No primeiro experimento, em que se fez avaliação na fase de estabelecimento, verificou-se que a falta de fósforo reduziu o perfilhamento e o crescimento das raízes. Constatou-se também que o cultivar de sorgo Fartura apresentou perfilhamento significativamente maior que o Santa Eliza, diferenças estas que não influíram no total de matéria seca produzida

Efeitos da inundação na nodulação e desenvolvimento de leguminosas forrageiras tropicais

Three greenhouse experiments were carried out to study the effects of: a) flooding for 20 day periods on plants of different ages; b) increasing periods of flooding; c) increasing moisture levels during the experimental period. The first experiment was carried out in two hydromorphic soils with the soybean cultivar Santa Maria (Glycine max). Assimilation of mineral N as well as symbiotic N stopped after flooding at any age. While nodules on younger plants were maintained, but did not grow, those on 45 day old plants disappeared almost entirely. The second experiment was carried out in one hydromorphic soil with Stylosanthes guyanensis, Phaselous atropurpureus and Centrosema pubescens. S. guyanensis appeared to be the most tolerant species to longer flooding periods up to 45 days while C. pubescens was the most affected. Rotting of roots and nodules was more pronounced on C. pubescens, and new roots and nodules were regenerated in the water above the soil. None of the plants died during the 45 day flooding period. The third experiment was carried out in vermiculite with the forage soybean Santa Maria (Glycine max). Nodule weight and plant growth increased up to 100% of the water holding capacity of the vermiculite, but decreased at 135%. C. pubescens was less affected by water stress than was soybean but was more affected by excess water. While nodule numbers of soybeans, increased up to 135% water holding capacity, those of C. pubescens decreased above 65%.Foram feitos três experimentos em casa de vegetação com leguminosas forrageiras tropicais para estudar os efeitos de: a) períodos de 20 dias de inundação em plantas de diferentes idades; b) períodos crescentes de inundação em plantas já estabelecidas, e ainda, c) níveis crescentes de umidade durante todo o ciclo. No primeiro experimento, que foi feito com dois solos de baixada, a soja forrageira (Glycine max) mostrou que tanto a assimilação do N mineral, como a do simbiótico, parou com a inundação de 4 cm acima do nível do solo, havendo queda de todos os nódulos quando a inundação foi iniciada 50 dias após o plantio, enquanto em plantas mais novas os nódulos se mantiveram. A fixação de N2 possibilitou maior desenvolvimento das plantas do que a adubação com N mineral na base de 180 kg/ha. No segundo experimento, que foi feito com as três leguminosas forrageiras Stylosanthes guyanensis, Phaseolus atropurpureus e Centrosema pubescens num solo de baixada, verificou-se que a primeira foi a espécie mais tolerante à inundação durante períodos mais prolongados, de até 45 dias, enquanto a C. pubescens pareceu ser a espécie mais sensível, notando-se a decomposição completa das raízes e nódulos no solo inundado por mais de 30 dias e o decréscimo progressivo da produção quando comparada com as testemunhas. O P. atropurpureus ocupou posição intermediária. O apodrecimento das raízes no solo inundado foi acompanhado do aparecimento de raízes e nódulos na água acima do solo e nenhuma das três espécies chegou a morrer após 45 dias de inundação. No terceiro experimento, que foi feito com soja forrageira (Glycine max, cultivar Santa Maria) e Centrosema pubescens (Jitirana) em vermiculita, observou-se aumento do peso de nódulos e do desenvolvimento das plantas até 100% da capacidade de retenção de água da vermiculita, mas um decréscimo com 135%. A C. pubescens foi menos afetada pela deficiência da água e mais pelo excesso do que a soja Santa Maria. Enquanto o número de nódulos da soja aumentou até 135% de umidade, o da C. pubescens já diminuiu acima de 65%

Seleção de estirpes de Rhizobium leguminosarum para inoculação da cultura de ervilha-vagem na região serrana do Rio de Janeiro

In two greenhouse and one field experiments the inoculation of peas (Pisum sativum L.) was studied in comparison with nitrogen fertilizer. The efficiency of the Rhizobium strains varied with their origin and all strains isolated from one local soil in Teresópolis, RJ proved to be equal or superior to two of the strains used in commercial inoculation in Rio Grande do Sul. All three strains isolated from another Teresópolis local produced inefficient nodules as evaluated by the regression of plant N over nodule weight and by the specific nitrogenase activity (umol C2H4/h/g nodules). Plant nitrogen and pod yields with the best Rhizobium strains in all three experiments were equal or superior to the application of 100 kg/ha N.Foram realizados dois experimentos de vaso e um de campo para estudar a possibilidade da substituição da adubação nitrogenada na cultura da ervilha-vagem (Pisum sativum L.) pela inoculação com Rhizobium. A eficiência das estirpes de Rhizobium variou com a sua origem, e todas as estirpes isoladas de solo de uma localidade de Teresópolis, RJ, foram iguais ou superiores a duas das estirpes usadas em inoculante comercial no Rio Grande do Sul. Todas as três estirpes isoladas de outra localidade de Teresópolis produziram nódulos ineficientes quando avaliados pela regressão do nitrogénio da planta sobre o peso de nódulos e pela atividade específica da nitrogenase (umol C2H4/h/g nódulos). O nitrogênio da planta e a produção de vagem com as melhores estirpes de Rhizobium em todos os três experimentos foram iguais ou superiores à aplicação de 100 kg/ha de N

Efeito de fungos micorrízicos arbusculares no desenvolvimento de duas leguminosas arbóreas.

In a green house at the National Center of Research of Agrobiology (CNPAB/EMBRAPA), the effect of the inoculation of Arbuscular Micorrhizal Fungi (AMF) in the production of Peltogyne venosa and Sclerolobium paniculatum was evaluated. The experimental design was completely randomized with 4 treatments (Glomus clarum Nicolson & Schenk, Gigaspora margarita Becke Hall, native mycorrhizae and controls - without inoculation) and 25 repetitions. One hundred sixty eight days after seed germination, it was observed that the treatments did not affect seedling growth, except for P. venosa inoculated with G. margarita, which had a larger production of dry weight of fine roots. Seedlings of P. venosa and S. paniculatum inoculated with G. clarum and native mycorrhizae had the largest percentages of micorrhizal colonization. In both species studied, the largest survival percentages was of seedlings inoculated with native mycorrhizae.Em casa de vegetação do Centro Nacional de Pesquisa de Agrobiologia (CNPAB/EMBRAPA), foi avaliado o efeito da inoculação de fungos micorrízicos arbusculares (FMA) na produção de Peltogyne venosa e Sclerolobium paniculatum. O delineamento experimental foi inteiramente casualizado com 4 tratamentos: (Glomus clarum Nicolson & Schenk, Gigaspora margarita Becker Hall, fungos nativos e testemunha - sem inoculação) e 25 repetições. Aos 168 dias após a germinação, observou-se que os tratamentos não influenciaram no crescimento das mudas, com exceção de P. venosa inoculadas com G. margarita tiveram uma maior produção de peso seco de raízes finas. Mudas de P. venosa e S. paniculatum inoculadas com G. clarum, fungos nativos respectivamente, tiveram as maiores percentagens de colonização micorrízica. Em ambas as espécies estudadas, as maiores percentagens de sobrevivência foram em mudas inoculadas com fungos nativos