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KINTSCHEV, M. R.

LIMA FILHO, O. F. de

MERCANTE, F. M.

Publicado também no Cadernos de Agroecologia, v. 7, n.2, 2012

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096 - Uso de silício para aumento na nodulação de feijoeiro inoculado com rizóbioUse of silicon to increase nodulation in common bean inoculated with RhizobiumKINTSCHEV, Maurício Rocha. UEMS, mauricioagro2010@gmail.com; LIMA FILHO, Oscar Fontão. Embrapa Agropecuária Oeste, oscar@cpao.embrapa.br; MERCANTE, Fábio Martins. Embrapa Agropecuária Oeste, mercante@cpao.embrapa.br.Resumo A simbiose com leguminosas envolve bactérias de diferentes gêneros, capazes de formar uma estrutura especializada (nódulo) nas raízes e, em algumas interações, no caule, onde captam o N2 atmosférico, e que após a sua redução em formas assimiláveis, poderá então ser utilizado pela planta. Esta associação simbiótica em algumas leguminosas (soja, por exemplo) tem se mostrado responsiva  ao  uso  do  silício.  O estudo  foi  conduzido  em condições  controladas  de  casa  de vegetação, em novembro de 2011, utilizando-se sementes de feijoeiro, cv. Pérola, inoculadas com a estirpe CIAT 899 de Rhizobium tropici. A fertilização silicatada foi realizada, utilizando-se silicato de potássio (K2Si3O8), nas doses de 0, 5, 10, 25 e 50 ppm de Si, em vasos de "Leonard", contendo areia  lavada  e  esterilizada.  O  número  e  massa  de  nódulos  secos das  plantas  de  feijoeiro aumentaram linearmente com a adição de silicato de potássio (0 a 50 ppm). Quanto à produção de matéria seca da parte aérea, houve aumento linear de até 60%, enquanto a matéria seca de raiz aumentou em até 40%. Estes resultados indicam que a adição de doses crescentes de silício até 50 ppm promoveu incremento significativo na nodulação, na produção da parte aérea das plantas e nas raízes do feijoeiro.Palavras-chave: simbiose, silicato de potássio, nutrição silicatada, Phaseolus vulgaris L. AbstractThe symbiosis  with  legumes  involves  bacteria  of  different  genera,  able  to  form a specialized  structure (nodules) in roots and, in some interactions, stem, where the capture atmospheric N2,  and that after the reduction in assimilable forms, can then be used by the plant. This legumes in  symbiotic association (soybean, for example) has been responsive to the use of silicon. The study  was conducted under controlled greenhouse conditions, in November 2011, using seeds of bean,  cv.  Pearl,  inoculated  with  strain  of  Rhizobium  tropici  CIAT  899.  The  silicon  fertilization  was  performed using potassium silicate (K2Si3O8) at doses of 0, 5, 10, 25 and 50 ppm of Si in pots of  "Leonard", containing sand washed and sterilized. The weight and number of nodules of dry bean  plants increased with the addition of potassium silicate (0-50 ppm). As for dry matter production of  shoots,  a linear  response up to 60%, while  root  dry matter  increased by 40%. These results  indicate  that  the  addition  of  increasing  doses of  up to  50  ppm silicon promoted a  significant  increase on nodulation, production of the shoots and roots of the bean.Keywords: symbiosis, potassium silicate, silicon nutrition, Phaseolus vulgaris L.Cadernos de Agroecologia – ISSN 2236-7934 – Vol 7, No. 2, Dez 2012                        1Introdução• O processo  de  fixação  biológica  de  nitrogênio  resulta  da  transformação  do  nitrogênio atmosférico (N2) em amônia (NH3), intermediado pela enzima dinitrogenase, presente em determinados grupos de bactérias. As bactérias diazotróficas capazes de se associarem simbioticamente com plantas da família  Leguminosae são chamadas, popularmente, de “rizóbios”. •• Esta simbiose  com leguminosas  envolve  bactérias  de  diferentes  gêneros,  capazes  de formar  uma estrutura  especializada  (nódulo)  nas  raízes  e,  em algumas interações,  no caule,  onde captam o N2 atmosférico;  após  a  sua redução em formas  assimiláveis,  o nitrogênio poderá ser utilizado pela planta. Em troca, a planta fornece à bactéria energia obtida através da fotossíntese, formando assim, uma perfeita associação, onde planta e bactéria são mutuamente favorecidas.•• Esta associação simbiótica entre estirpes de rizóbio e espécies de leguminosas resulta de um  processo  complexo,  que  envolve  a  expressão  de  genes  simbióticos  de  ambos parceiros.  A coordenação das diversas etapas da formação dos nódulos radiculares em leguminosas ocorre através de uma intensiva troca de sinais moleculares entre a planta e a bactéria (MERCANTE; FRANCO, 2000).Diversos fatores, contudo, podem afetar as interações rizóbio-leguminosas, como temperaturas elevadas,  estresse hídrico e acidez do solo (HUNGRIA et al., 1993; MARTÍNEZ-ROMERO et al., 1991; MERCANTE, 1993), reduzindo a nodulação, a eficiência simbiótica e, consequentemente, os rendimentos de grãos das culturas. • Os trabalhos com o uso do silício na agricultura são bastante escassos, porém alguns estudos  mostram  que  culturas  como  a  soja,  por  exemplo,  pode  ser  potencialmente beneficiadas pela adoção da fertilização silicatada, mostrando-se responsivas ao uso do silício. • O presente trabalho teve como objetivo avaliar o efeito da adição de silício, na forma de silicato de potássio, na nodulação e fixação biológica de nitrogênio em feijoeiro.MetodologiaO estudo foi conduzido em condições controladas de casa de vegetação, utilizando-se vasos de "Leonard",  contendo  areia  lavada  e  esterilizada.  Neste  ensaio,  foram utilizadas  sementes  de feijoeiro,  cv.  Pérola,  que  foram inoculadas  com a  estirpe  CIAT 899  de  Rhizobium tropici.  As sementes de feijoeiro foram previamente esterilizadas superficialmente, sendo tratadas com álcool absoluto por 30 segundos, em seguida, imersas em hipoclorito de sódio (10%), por 3 minutos, e lavadas  dez  vezes  com  água  destilada  esterilizada  (VINCENT,  1970).  Para  a  produção  do inoculante, culturas puras de rizóbio foram crescidas em meio YM - “yeast mannitol” (VINCENT, 1970), a 30ºC, por três dias, com agitação. Foram  incluídos  dois  tratamentos,  utilizados  como  controle, sem  inoculação: com  adubação utilizando-se N-ureia (testemunha nitrogenada) e sem adubação (testemunha absoluta). Durante o 2                              Cadernos de Agroecologia – ISSN 2236-7934 – Vol 6, No. 2, Dez 2011       período de crescimento, as plantas foram supridas com solução nutritiva sem nitrogênio (NORRIS; T`MANNETJE,  1964,  modificada).  O  delineamento  experimental  utilizado  foi  em  blocos casualizados, com cinco repetições.A fertilização silicatada foi realizada, utilizando-se silicato de potássio (K2Si3O8), nas doses de 0, 5, 10, 25 e 50 ppm de Si, em vasos de "Leonard", com areia esterilizada. O balanceamento relativo ao nível de potássio nas soluções nutritivas foi realizado com adição diferenciada de cloreto de potássio.Os dados coletados foram submetidos à análise de variância, a 5% de probabilidade (P < 0,05), sendo realizada a análise de regressão. Resultados e DiscussãoObservou-se que o número e massa de nódulos secos aumentaram linearmente com a adição de silício (0 a 50 ppm) às plantas de feijoeiro (Figura 1). Avaliando a influência do silício na nodulação da soja, Lima Filho et al. (2005) e Lima Filho e Tsai (2006) concluíram que o silício pode aumentar significativamente a produção e a atividade dos nódulos radiculares.Figura 1. Número de nódulos (A), massa de nódulos secos (B), matéria seca da parte aérea (C) e matéria seca da raiz (D) de feijoeiro. Valores médios de cinco repetições. Feijoeiro inoculado com rizóbio, com adição de doses crescentes de silício. **significativo a 1% de probabilidade.Cadernos de Agroecologia – ISSN 2236-7934 – Vol 7, No. 2, Dez 2012                        3O aumento linear verificado com as doses de silício, no número de nódulos e na matéria seca de nódulos de feijoeiro, alcançou cerca de 60% com a utilização de 50 ppm de silício. Lima Filho e Tsai (2006), utilizando perlita como substrato, obtiveram resultados positivos quanto à influência do silício na produção de nódulos radiculares, tendo ambas as variáveis aumentadas linearmente, especialmente com a utilização de 100 ppm de silício.Dakora  (2005)  observou  que  o  silício  pode  aumentar  os  mecanismos  de  defesa  da  planta, provavelmente  por  meio  da  biossíntese  de  isoflavonoides.  Salienta-se  que  é  possível  que  a nutrição silicatada possa induzir a síntese de flavonoides indutores dos genes da nodulação, que são moléculas sinalizadoras envolvidas nos estágios iniciais da formação dos nódulos.Quanto à produção de matéria seca da parte aérea, verificou-se um aumento linear de 60% com o incremento de silício às plantas de feijoeiro (Figura 1). Do mesmo modo, Lima Filho e Tsai (2006) verificaram que houve aumento da matéria seca da parte aérea com o incremento do silício. Em virtude desse aumento, o conteúdo de N também aumentou significativamente com a adição de Si às plantas.Quando  se  adicionou  silício  às  plantas  de  feijoeiro,  a  matéria  seca  de  raiz  aumentou  40%, atingindo  o  ponto  máximo  quando  adicionada  a  maior  dose  de  silício  (50  ppm),  conforme apresentado na Figura 1.ConclusãoA adição de silício até 50 ppm promove aumento significativo na nodulação, na produção da parte aérea das plantas e nas raízes do feijoeiro.Agradecimentos À Capes, pela concessão da bolsa ao primeiro autor. Fábio Martins Mercante agradece ao CNPq, pela bolsa de Produtividade em Pesquisa concedida.ReferênciasDAKORA,  F.  D.  Silicon  nutrition  and  N2 fixation  in  symbiotic  legumes  In:  SILICON  IN AGRICULTURE  CONFERENCE,  3.,  2005,  Uberlândia.  [Proceedings...]. Uberlândia: Universidade Federal de Uberlândia, 2005.  p. 133.HUNGRIA, M. et al. New sources of high-temperature tolerant rhizobia for Phaseolus vulgaris L. Plant and Soil, v. 149, p. 103-109, 1993.LIMA FILHO, O. F.; TSAI, S. M. Fixação simbiótica de nitrogênio em soja cultivada em perlita e suplementada com silicato de sódio.  In: REUNIÃO BRASILEIRA DE FERTILIDADE DO SOLO E NUTRIÇÃO DE PLANTAS, 27.; REUNIÃO BRASILEIRA SOBRE MICORRIZAS, 11.; SIMPÓSIO BRASILEIRO DE MICROBIOLOGIA DO SOLO, 9.;  REUNIÃO BRASILEIRA DE BIOLOGIA DO SOLO,  6.,  2006,  Bonito.  Fertbio  2006: a  busca  das  raízes:  anais.  Dourados:  Embrapa 4Agropecuária Oeste, 2006. 1 CD-ROM  (Embrapa Agropecuária Oeste. Documentos, 82).LIMA FILHO, O. F. et al.  The effect of silicon on nodulation and nitrogen fixation of soybean and bean  under  hydroponic  conditions.  In:  SILICON IN AGRICULTURE CONFERENCE,  3.,  2005, Uberlândia. [Proceedings...]. Uberlândia: Universidade Federal de Uberlândia, 2005a. p. 110.MARTÍNEZ-ROMERO, E. et al. Rhizobium tropici, a novel species nodulating Phaseolus vulgaris L.  beans  and  Leucaena sp.  trees.  International  Journal  of  Systematic  Bacteriology, Washington, v. 41, n. 3, p. 417-426, 1991.MERCANTE, F. M.  Uso de  Leucaena leucocephala na obtenção de  Rhizobium tolerante a temperatura elevada para inoculação do feijoeiro.  1993.  149 f.  Dissertação (Mestrado  em Ciência do Solo) – Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro, Seropédica.MERCANTE, F. M.; FRANCO, A. A. Expressão dos genes nod de Rhizobium tropici,  R. etli e R. leguminosarum bv.  phaseoli e  estabelecimento  da  nodulação  do  feijoeiro  na  presença  de exsudatos de sementes de Mimosa flocculosa e  Leucaena leucocephala.  Revista Brasileira de Ciência do Solo, Viçosa, MG, v. 24, n. 2,  p. 301-310, 2000.NORRIS, D. O.; T`MANNETJE, L. The symbiotic specialization of African Trifolium spp. in relation to their  taxonomy and their  agronomic use.  East  African Agricultural  and Forestry Journal, Nairobi, v. 29, p. 214-35, 1964.VINCENT, J. M. A manual for the practical study of root nodule bacteria. London: International Biological Programme, 1970. 164 p. (IBP Handbook, 15).Cadernos de Agroecologia – ISSN 2236-7934 – Vol 7, No. 2, Dez 2012                        5

Uso de silício para aumento na nodulação de feijoeiro inoculado com rizóbio.

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