Uso de bactérias diazotróficas como técnica de fornecimento de nitrogênio no feijoeiro em sistema orgânico e soja

Abstract

O fornecimento de nitrogênio (N) com tecnologias voltadas para a sustentabilidade dos sistemas agrícolas em leguminosas produtoras de grãos, é um dos desafios enfrentados pelos produtores. O uso de bactérias diazotróficas nas sementes e no período vegetativo da cultura, pode ser uma tecnologia promissora para garantir aporte de N necessário para as culturas, evitar perdas na produtividade e ainda ser rentável ao produtor. Nesse sentido, o objetivo desse trabalho foi avaliar a fixação biológica de nitrogênio (FBN) com diferentes metodologias, em feijão-comum em sistema orgânico e em plantas de soja, com ou sem inoculação adicional com diazotróficos aeróbios (Rhizobium tropici/ Bradyrhizobium japonicum), inoculados e/ou co-inoculados com bactérias diazotróficas. Assim, o estudo foi conduzido em área de cultivo orgânico consolidado em Andradina-SP (2018), e inicial em Selvíria- MS (2019 e 2020), com a cultura do feijão-comum em sistema orgânico irrigado. O delineamento experimental foi em blocos casualizados, em esquema fatorial (2 x 5) em 2018 e (2 x 6) em 2019 e 2020, com 4 repetições. Os tratamentos constituíram de inoculação e co-inoculação nas sementes de feijão com Rhizobium tropici e/ou Azospirillum brasilense, esterco de aves em cobertura, e um produto comercial microbiológico, com ou sem inoculação adicional em V4-5 com R. tropici. Foram avaliados: a eficiência simbiótica ao longo dos anos com análises da nodulação das plantas (número e massa seca dos nódulos), componentes de produção, produtividade, análises fisiológicas dos compostos nitrogenados (ureídeos totais), concentrações foliares de açúcares totais, sacarose, pigmentos fotossintéticos, trocas gasosas, custo de produção total e indicadores de rentabilidade. Além disso, foi avaliado a estimativa da FBN com a metodologia de diluição isotópica de 15N, em plantas de soja que receberam inoculação nas sementes e adicionais com Bradyrhizobium japonicum, em diferentes estádios de desenvolvimento da cultura, em solo sem histórico de cultivo de soja, na Universidade de Aarhus, Centro de Pesquisa em Foulum- Dinamarca. Foi observado que o histórico de cada área experimental é particular na singularidade dos resultados. Porém, é recomendado o uso de bactérias diazotróficas como tecnologia sustentável tanto para o feijão-comum em sistema orgânico como para a soja. A inoculação adicional em V4-5 com R. tropici em feijão-comum em sistema orgânico tem potencial para aumentar o número e massa seca dos nódulos e os parâmetros fisiológicos. A combinação da inoculação adicional com R. tropici em V4-5 com A. brasilense inoculado nas sementes, aumentou em 39% a produtividade de grãos de feijão em relação a ausência da inoculação, além do retorno de 83% de lucratividade. Os maiores custos foram observados com a aplicação do esterco de aves em cobertura no estádio fenológico V3, nos três anos de cultivo, além das baixas produtividades, por isso não sendo recomendado como método de fornecimento de N. E a estimativa da FBN forneceu dados em que a massa seca do nódulo corresponde para estimar as diferenças na atividade da FBN entre os tratamentos, sendo uma metodologia mais simples, de fácil acesso e baixo custo.

The supply of nitrogen (N) with technologies aimed at the sustainability of agricultural systems in grain-yield legumes is one of the challenges faced by farmers. The use of diazotrophic bacteria in the seeds and in the vegetative period of the crop can be a promising technology to guarantee the necessary N contribution to the crops, avoid losses in grain yield and still be profitable to the producer. In this sense, the objective of this research was to evaluate biological nitrogen fixation (BNF) with different methodologies, in common bean in an organic system and in soybean plants, with or without additional inoculation with aerobic diazotrophs (Rhizobium tropici/ Bradyrhizobium japonicum), inoculated and/or co-inoculated with diazotrophic bacteria. Thus, the study was conducted in an area of consolidated organic cultivation in Andradina-SP (2018), and initial in Selvíria-MS (2019 and 2020), with the cultivation of common bean in an irrigated organic system. The experimental design was in randomized blocks, in a factorial scheme (2 x 5) in 2018 and (2 x 6) in 2019 and 2020, with 4 replications. The treatments consisted of inoculation and co-inoculation of bean seeds with Rhizobium tropici and/or Azospirillum brasilense, poultry manure in covered, and a commercial microbiological product, with or without additional inoculation in V4-5 with R. tropici. The following were evaluated: the symbiotic efficiency over the years with analyzes of plant nodulation (number and dry mass of nodules), yield components, grain yield, physiological analyzes of nitrogen compounds (total ureides), leaf concentrations of total sugars, sucrose, photosynthetics pigments, gas exchange, total yield cost and profitability indicators. In addition, the estimate of BNF was evaluated with the methodology of 15N isotopic dilution, in soybean plants that received seed inoculation and additional ones with Bradyrhizobium japonicum, at different stages of crop development, in soil with no history of soybean cultivation, at the University of Aarhus, Research Center in Foulum, Denmark. It was observed that the history of each experimental area is particular in the uniqueness of the results. However, the use of diazotrophic bacteria is recommended as a sustainable technology for both common bean in an organic system and for soybeans. Additional inoculation at V4-5 with R. tropici in common bean in an organic system has the potential to increase the number and dry mass of nodules and physiological parameters. The combination of additional inoculation with R. tropici in V4-5 with A. brasilense inoculated in the seeds, increased the grain yield of common bean by 39% in relation to the absence of inoculation, in addition to the return of 83% of profitability. The highest costs were observed with the application of poultry manure in coverage at the V3 phenological stage, in the three years of cultivation, in addition to the low yields, which is why it is not recommended as a method of N supply. And the BNF estimation provided data in which the dry mass of the nodule corresponds to estimate the differences in BNF activity between treatments, being a simpler methodology, easily accessible and low cost.