TEIXEIRA, M. A.

TSAI, S. M.

VIEIRA, R. F.

Repository Open Access to Scientific Information from Embrapa

Pesq. agropec. bras., Brasília, v.40, n.10, p.1047-1050, out. 2005Nodulação e fixação simbiótica de nitrogênio em feijoeiro 1047Notas CientíficasNodulação e fixação simbiótica de nitrogênio em feijoeirocom estirpes nativas de rizóbio, em solo tratado com lodo de esgotoRosana Faria Vieira(1), Siu Mui Tsai(2) e Manoel Araújo Teixeira(3)(1)Embrapa Meio Ambiente, Caixa Postal 69, CEP 18200-000 Jaguariúna, SP. E-mail: rosana@cnpma.embrapa.br (2)Universidade de São Paulo,Centro de Energia Nuclear na Agricultura, Caixa Postal 96, CEP 13400-970 Piracicaba, SP. E-mail: tsai@usp.com.br (3)Universidade do Vale doSapucaí, Caixa Postal 213, CEP 37550-000 Pouso Alegre, MG. E-mail: manoel.at@uol.com.brResumo – O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito da aplicação do lodo de esgoto ao solo, na nodulação efixação de N2, por estirpes nativas de rizóbio em associação com o feijoeiro, em experimento de casa de vegetação.Os tratamentos constituíram-se de: ausência de adubos químicos e de lodo; adubação química completa; dosesequivalentes a 14,8 t ha-1, 29,6 t ha-1 e 59,2 t ha-1 de lodo; e feijão inoculado com estirpes de rizóbio + adubaçãonitrogenada no plantio. Os maiores valores da atividade de redução do acetileno e dos números e massas dosnódulos secos, nos tratamentos com as doses 14,8 t ha-1 e 29,6 t ha-1 de lodo, demonstram que a sua aplicaçãopode aumentar a eficiência simbiótica dos rizóbios nativos, em feijoeiro.Termos para indexação: Phaseolus vulgaris, fertilização nitrogenada, atividade da nitrogenase, biossólido. Nodulation and symbiotic nitrogen  fixation in bean  with rhizobiumnative strains, in soil amended with sewage sludgeAbstract – The objective of this work was to evaluate the effect of sewage sludge soil amendment, on nodulationand N2 fixation on bean nodulated with native rhizobia in greenhouse. Treatments were: no fertilization and nosludge; complete fertilization; 14.8 t ha-1, 29.6 t ha-1 and 59.2 t ha-1 of sewage sludge; and bean inoculated withselected rhizobia strains+N at planting. The doses of sewage sludge were calculated based on N crop requirement.The highest values obtained with the acetylene reduction activity, nodule number and mass by doses14.8 t ha-1 and 29.6 t ha-1 of sludge demonstrated that soil amendment with sludge may increase bean nativerhizobia efficiency.Index terms: Phaseolus vulgaris, nitrogenous fertilization, nitrogenase activity, biosolid.Para obtenção de altas produções de feijão(Phaseolus vulgaris L.) é necessária a aplicação defertilizantes nitrogenados, uma vez que os rizóbios nati-vos apresentam, em geral, baixa eficiência simbiótica(Dowling & Broughton, 1986). Tem sido relatada a au-sência de resposta à inoculação, em experimentos rea-lizados no campo (Ramos & Boddey, 1987). Diante desseinsucesso, formas alternativas de cultivo do feijoeiro, queaumentem a fixação simbiótica de N2 por essaleguminosa, têm sido estudadas.Vieira et al. (1998) demonstraram que os rizóbiosnativos do solo podem ter sua eficiência simbiótica au-mentada, quando o feijoeiro é fertilizado com Mo, emum período definido do seu ciclo vegetativo. Rebah et al.(2002) verificaram que o lodo de esgoto, além de au-mentar o tamanho da população nativa de rizóbio detrevo, também induziu a formação de nódulos maiores,com conseqüente aumento no crescimento da planta.O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito da apli-cação do lodo de esgoto ao solo, na nodulação e fixaçãode N atmosférico, por estirpes nativas de rizóbio emassociação com o feijoeiro.Utilizaram-se vasos com 5 kg de Latossolo Verme-lho distroférrico textura média/argilosa coletado(0–20 cm) na área experimental da Embrapa Meio Am-biente, Jaguariúna, SP, com as seguintes característicasquímicas: pH em CaCl2, 4,6; P, 11 mg dm-3 e emmmolc dm-3: K, 1,9; Ca, 12; Mg, 8; H + Al, 52 e CTC,Pesq. agropec. bras., Brasília, v.40, n.10, p.1047-1050, out. 2005R.F. Vieira et al.104874,1; MO, 28 g dm-3 e V, 30%. O lodo de esgoto foiproveniente da estação de tratamento de esgoto deBarueri, SP. A digestão anaeróbia foi utilizada na esta-bilização do lodo, que apresentou as seguintes caracte-rísticas químicas: K e N total, 1,61 e 33,1 (g kg-1); Ca,Mg, Na, Fe, Al e Co, respectivamente, 27,9, 3,3, 402, 26,6,29,1, e 9,32 (g kg-1); Cd, Pb, Cu, Cr, Mo, Ni, Zn, B e Mn,respectivamente, 6,69, 78,6, 746, 625, 11,3, 336, 2.463,125 e 220 (mg kg-1).O experimento foi montado em delineamento de blo-cos ao acaso, com quatro repetições. Os tratamentosforam os seguintes: sem aplicação de fertilizantes químicosou de lodo (T); adubação química completa (AQ); dosesequivalentes a 14,8 t ha-1 (dose L1), 29,6 t ha-1 (dose L2) e59,2 t ha-1 (dose L3) de lodo (base seca); e inoculação deestirpes selecionadas de rizóbio + N mineral no plantio(IN). A utilização do tratamento IN serviu comoparâmetro na comparação da eficiência das estirpesnativas, juntamente com o tratamento testemunha. Es-tirpes de Rhizobium tropici, CM 255 e CM 01, foraminoculadas, conjuntamente, nas sementes. O inoculanteturfoso foi produzido no Centro de Energia Nuclear naAgricultura, Piracicaba, SP, e aplicado numa proporção de1 kg por 50 kg de sementes.As doses de lodo foram calculadas, tomando-secomo base os teores de N do lodo e as necessidadesdeste elemento para a cultura, conforme a equação:dose de lodo (kg ha-1) = N recomendado para a cul-tura (kg ha-1)/N disponível no lodo (kg kg-1 de lodo)(Cetesb, 1999). A dose L1 forneceu a metade do Nmineral recomendado para o feijoeiro, a dose L2 e adose L3 forneceram, respectivamente, a quantidadede N mineral recomendada e duas vezes essa quan-tidade.Os vasos do tratamento AQ foram adubados com60 kg ha-1 de P2O5, 50 kg ha-1 de K2O  e 84 kg ha-1 de N,respectivamente, como superfosfato simples, cloreto depotássio e sulfato de amônio. O nitrogênio, dividido emquantidades similares, foi aplicado na semeadura e emcobertura, aos 15 e 30 dias após a emergência (DAE).Nos vasos do tratamento IN foram aplicados10 kg ha-1 de N na semeadura. Os vasos suplementadoscom o biossólido receberam cloreto de potássio, paraatingir a dose recomendada de 60 kg ha-1 de K2O, emrazão do baixo teor de K no lodo. O pH do solo foi ajus-tado, por meio da aplicação de 7,9 g de calcáriodolomítico (PRNT = 95%) por vaso.Quatro sementes de feijão cultivar Carioquinha fo-ram semeadas por vaso; após a emergência forammantidas apenas duas plantas, que foram colhidas aos46 (florescimento) e 58 (enchimento das vagens) diasapós a emergência. Nessas duas épocas, foram avalia-dos a massa seca da parte aérea e seu conteúdo em Ntotal (Tedesco et al., 1985). Aos 58 DAE, as vagensforam separadas da parte aérea, e a massa da matériaseca e seu conteúdo em N total foram quantificados.Aos 46 DAE foi avaliada a atividade de redução doacetileno (Hardy, 1968), o número e a massa dos nódu-los secos. O conteúdo de N mineral no solo foiquantificado aos 10 DAE e, depois, a cada 15 dias(Tedesco et al., 1985).Tanto as plantas com inoculação como as seminoculação apresentaram nódulos, demonstrando a pre-sença de rizóbios nativos no solo. Os maiores númerosde nódulos foram obtidos nos tratamentos L1 e no tra-tamento IN, enquanto as maiores massas de nódulos se-cos foram obtidos nos tratamentos L1, L2 e IN (Tabela 1).Em média, os tratamentos L1 e L2, e o tratamento INapresentaram massas dos nódulos secos, 18 e 14 vezesmaiores, respectivamente, do que o tratamento teste-munha. Esses dados demonstram que o lodo de esgototeve um efeito benéfico na população de rizóbios nati-vos do solo. As maiores massas dos nódulos, nos trata-mentos L1 e L2, podem ter sido decorrentes do aumen-to da população nativa de rizóbio, nos solos tratados comlodo. Segundo Rebah et al. (2002), o cultivo de trevo,em solo suplementado com lodo, aumentou a populaçãoNN MNS ARATratamento(2)(número vaso-1) (mg vaso-1) ( g C 2H2 h-1 vaso-1)T 84,66c2 21,63c 0,27cAQ 134,66bc 169,67b 10,36bcL1 390,00a 390,47a 37,80aL2 237,67b 394,03a 37,72aL3 18,67d 24,73c 4,79cIN 487,33a 307,17ab 24,42abTabela 1. Número de nódulos (NN), massa dos nódulos se-cos (MNS) e atividade de redução do acetileno (ARA), emplantas de feijão, cultivadas em solo submetido a diferentestratamentos de fertilização química e fertilização com lodo deesgoto, aos 46 dias após a emergência(1).(1)Médias seguidas pela mesma letra, na coluna, não diferem entre sipelo teste de Duncan a 5% de probabilidade. (2)T: sem fertilizaçãoquímica ou lodo; AQ: fertilização química completa (60 kg ha-1 deP2O5, 50 kg ha-1 de K2O e 84 kg ha-1 de N); L1, L2 e L3: 14,8, 29,6 e59,2 t ha-1 de lodo de esgoto, respectivamente; IN: feijão cominoculação + 10 kg ha-1 de N na semeadura.Pesq. agropec. bras., Brasília, v.40, n.10, p.1047-1050, out. 2005Nodulação e fixação simbiótica de nitrogênio em feijoeiro 1049nativa de Sinorhizobium meliloti e produziu nódulosmaiores do que aqueles do tratamento testemunha.A atividade de redução do acetileno foi maior nasplantas que receberam as duas menores doses de lodo,ou que receberam inoculação de estirpes selecionadas(Tabela 1); na maior dose não houve diferença signifi-cativa quanto àquele parâmetro, em relação ao trata-mento testemunha (Tabela 1). Os altos teores de N mi-neral no solo, nos tratamentos L1 e L2, não afetaramnegativamente o processo simbiótico do feijoeiro comas estirpes nativas de rizóbio, embora seja bem conhe-cido que o N, geralmente, diminui a nodulação e fixaçãode N2 (Waterer & Vessey, 1993).Em média, aos 10 DAE, as doses baixa, intermediá-ria e alta de lodo apresentaram, respectivamente, 27%,57% e 98% mais N mineral no solo que o tratamentoAQ (Tabela 2). A menor nodulação e atividade de re-dução do acetileno no tratamento AQ, em relação aosobtidos nos tratamentos L1 e L2, demonstraram a exis-tência de características do solo que podem ter interagidocom o lodo e atuado de forma benéfica nos parâmetrosde fixação de N2, em estirpes nativas de rizóbios no solo(Munn et al., 2001). Os baixos valores obtidos para osparâmetros simbióticos, no tratamento L3, por outro lado,demonstram que doses excessivamente altas de lodopodem ser prejudiciais ao processo simbiótico dosrizóbios nativos com o feijoeiro.A massa da parte aérea do feijoeiro, aos 46 DAE,aumentou com as doses de lodo e, aos 58 DAE, a ten-dência praticamente continuou a mesma (Tabela 3).O teor de N total na parte aérea, tanto aos 46 DAEcomo aos 58 DAE, também aumentou com as doses delodo. A massa das vagens secas e seu teor total em Nfoi praticamente igual para todos os tratamentos, à ex-ceção da testemunha. No tratamento L3, apesar do maiorteor de N no solo, e do maior crescimento e teor de Ntotal da planta, pelo menos no início do crescimento, ofeijoeiro não apresentou a maior produtividade em ter-mos de massa de vagens e teor de N total. Isto demons-tra que a simbiose entre os rizóbios nativos e o feijoeiro,nos tratamentos L1, L2 e IN, pode ter ocasionado umaremobilização mais eficiente de nutrientes para a partereprodutiva da planta. Morris & Weaver (1983) verifi-caram, em soja, um efeito de estirpes de rizóbio, naremobilização de N para o desenvolvimento das vagens.No caso do feijoeiro, isto ocorreu independentementeda origem dos rizóbios (nativas ou selecionadas).Os resultados dos tratamentos L1 e L2 demonstram queas estirpes nativas de rizóbio podem ser tão eficientesquanto as estirpes selecionadas, quando condições ade-quadas de expressão do seu alto potencial de fixação deN2 são fornecidas.Tabela 2. Nitrogênio mineral (µg g -1), em solo cultivado comfeijão, submetido a diferentes tratamentos de fertilização químicae fertilização com lodo de esgoto(1).(1)Médias seguidas pela mesma letra, na coluna, não diferem entre sipelo teste de Duncan a 5% de probabilidade. (2)T: sem fertilização quími-ca ou lodo; AQ: fertilização química completa (60 kg ha-1 de P2O5,50 kg ha-1 de K2O  e 84 kg ha-1 de N); L1, L2 e L3: 14,8, 29,6 e 59,2 t ha-1de lodo de esgoto, respectivamente; IN: feijão com inoculação + 10 kg  ha-1de N na semeadura.Tabela 3. Massa (g vaso-1) e teor de N total (mg vaso-1) da parte aérea e das vagens, em plantas de feijão, cultivadas em solosubmetido a diferentes tratamentos de fertilização química e fertilização com lodo de esgoto(1).(1)Médias seguidas pela mesma letra, na coluna, não diferem entre si pelo teste de Duncan a 5% de probabilidade. (2)T: sem fertilização química oulodo; AQ: fertilização química completa (60 kg ha-1 de P2O5, 50 kg ha-1 de K2O  e 84 kg ha-1 de N); L1, L2 e L3: 14,8, 29,6 e 59,2 t ha-1 de lodo deesgoto, respectivamente; IN: feijão com inoculação + 10 kg ha-1 de N na semeadura.Dias após a emergênciaTratamento(2)10 25 40 55T 42,42c 33,95b 15,99b 1,75cAQ 52,75c 22,23b 25,84b 4,00bL1 68,24bc 34,93b 16,00b 1,75cL2 80,25ab 32,95b 16,50b 3,75bcL3 102,37a 68,86a 14,00b 6,17abIN 53,62c 29,68b 13,62b 3,75bcTratamentos(2) Parte aérea VagemMatéria seca N total Matéria seca N total46 DAE 58 DAE46 DAE 58 DAE 58 DAE 58 DAET 7,18d 6,39c 114,50d 63,55d 2,88c 47,11bAQ 13,21c 17,63b 305,10b 205,60bc 11,32a 192,01aL1 13,35c 16,17b 232,90c 173,60c 10,25b 183,23aL2 17,57b 20,83a 338,00b 252,30a 13,64a 243,46aL3 22,12a 22,87a 439,10a 238,80ab 12,95a 215,51aIN 12,29c 15,33b 206,94c 187,24c 11,16a 197,19aPesq. agropec. bras., Brasília, v.40, n.10, p.1047-1050, out. 2005R.F. Vieira et al.1050AgradecimentosÀ Fapesp (Fundação de Amparo à Pesquisa do Esta-do de São Paulo), pelo apoio financeiro.ReferênciasCETESB. Aplicação de lodos de sistemas de tratamento biológicoem áreas agrícolas: critérios para projeto e operação. São Paulo:CETESB, 1999. 32p. Norma P 4230.DOWLING, D.N.; BROUGHTON, W.J. Competition for nodulationof legumes. Annual Review of Microbiology, v.40, p.131-137, 1986.HARDY, R.W.F.; HOLSTEN, R.D.; JACKSON, E.K.; BURNS,R.C. The acetylene-ethylene assay for N2 fixation: laboratory andfield evaluation. Plant Physiology, v.43, p.1185-1207, 1968.MORRIS, D.R.; WEAVER, R.W. Mobilization of 15N from soybeanleaves as influenced by rhizobial strains. Crop Science, v.23, p.1111-1114, 1983.MUNN, K.J.; EVANS, J.; CHALK, P.M. Nitrogen fixationcharacteristics of Rhizobium surviving in soils equilibrated with sewagebiosolids. Australian Journal of Agricultural Research, v.52,p.963-972, 2001.RAMOS, M.L.G.; BODDEY, R.M. 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Journal of Plant Nutrition, v.16, p.1775-1789, 1993.Recebido em 20 de maio de 2004 e aprovado em 23 de março de 2005

Nodulação e fixação simbiótica de nitrogênio em feijoeiro com estirpes nativas de rizóbio, em solo tratado com lodo de esgoto.

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