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metadata.dc.type: Tese
Title: Co-inoculation of Azospirillum brasilense strains and Bradyrhizobium sp. in soybean crops and development of a new technology of application
metadata.dc.creator: Cherobim, Fernanda Furmam
metadata.dc.contributor.advisor1: Galvão, Carolina Weigert
metadata.dc.contributor.referee1: Caires, Eduardo Fávero
metadata.dc.contributor.referee2: Guimarães, Vandeir Francisco
metadata.dc.contributor.referee3: Souza, Emanuel Maltempi de
metadata.dc.description.resumo: O sucesso da soja, em grande parte, é justificado pelos benefícios oriundos da inoculação das sementes com Bradyrhizobium japonicum, associação capaz de suprir a demanda de nitrogênio pela cultura, visto que estas bactérias fornecem nitrogênio para as plantas através da fixação biológica de nitrogênio (FBN). Uma nova tecnologia vem sendo cada vez mais adotada pelos produtores de soja, denominada de co-inoculação, a qual tem por objetivo promover o crescimento das plantas combinando mecanismos distintos de diferentes microrganismos. No caso da soja, a co-inoculação se dá, na maioria das vezes, com a inoculação mista de B. japonicum e/ou B. elkanii e A. brasilense AbV5/AbV6. Buscando potencializar ainda mais as respostas positivas com a co-inoculação em soja, este trabalho tem por objetivo testar novas estirpes de A. brasilense na co-inoculação da cultura da soja, em condições de campo. Três novas linhagens, A. brasilense HM053, HM210 e IH1 foram avaliadas. A. brasilense HM053 e HM210 que excretam amônia constitutivamente e o A. brasilense IH1 que é mais resistente ao estresse oxidativo. Os experimentos foram realizados nas cidades de Dois Vizinhos, Mandaguaçu, Rio Verde, Indiara e Pindorama., buscando condições distintas de solo e clima no Brasil para avaliar o crescimento da soja e a melhoria da produtividade em diferentes condições. A co-inoculação com as novas estirpes apresentaram resultados promissores para as características avaliadas, ora sendo iguais estatisticamente ao uso da estirpe AbV5/6, ora sendo superiores. Em Mandaguaçu e Dois Vizinhos, no período de florescimento, a estirpe HM053 foi destaque, apresentando valores superiores ao encontrado com a estirpe AbV5/6, para os parâmetros de nodulação, peso seco e teor de nitrogênio da parte aérea. Contudo, é notável que existe uma falta de padrão de resposta da co-inoculação nos diferentes locais avaliados. Por isso, um estudo a fim de melhorar a eficiência da inoculação foi desenvolvido, com o objetivo de encapsular as bactérias, protegendo-as de estresses bióticos e abióticos, aumentando assim, a viabilidade e estabilidade das células bacterianas. A estirpe A. brasilense AbV5/6 foi encapsulada em um grânulo de hidrogel reticulado duplo baseado em amido catiônico, através do método de difusão por intumescimento seguido de dessecação. A avaliação de sobrevivência de A. brasilense AbV5/6 foi realizada até sessenta dias após o carregamento e armazenagem, e a média de bactérias viáveis, permaneceu na ordem de grandeza de 107 UFC g, indicando que as esferas de hidrogel são adequadas para proteger o A. brasilense por um período de pelo menos 60 dias. Além disso, foi realizado um experimento em câmara de crescimento vegetal e casa de vegetação para observar os efeitos da inoculação de bactérias encapsuladas em sementes de milho. Em câmara de crescimento, a associação da inoculação com o hidrogel, apresentou incrementos de 17% no peso fresco da parte aérea e de 19% no comprimento das raízes. Em casa de vegetação, a inoculação com A. brasilense AbV5/6 aumentou os teores de clorofila a e b, porém, somente na presença do hidrogel. A presença do hidrogel melhorou em 6% o peso fresco de parte aérea e em 7% a altura das plantas de milho. Os resultados mostraram que esta tecnologia pode potencializar os efeitos de A. brasilense AbV5/6 na promoção do crescimento de milho em condições controladas. Mais estudos devem ser realizados para validar essa tecnologia em outras culturas e em condições de campo.
Abstract: The success of soybeans, in large part, is justified by the benefits arising from the inoculation of seeds with Bradyrhizobium japonicum, an association capable of supplying the demand for nitrogen by the crop, since these bacteria supply nitrogen to the plants through biological nitrogen fixation (BNF). A new technology has been increasingly adopted by soybean producers, called co-inoculation, which aims to promote plant growth by combining different mechanisms of different microorganisms. In the case of soybeans, co-inoculation occurs with the mixed inoculation of B. japonicum and/or B. elkanii and A. brasilense AbV5/AbV6. Seeking to enhance even more the positive responses with the co-inoculation in soybean, this work aims to test new strains of A. brasilense in the co-inoculation of the soybean crop, under field conditions. Three new strains, A. brasilense HM053, HM210 and IH1 were evaluated. A. brasilense HM053 and HM210 which excrete ammonium constitutively, and A. brasilense IH1 which is more resistant to oxidative stress. The experiments were carried out in the cities of Dois Vizinhos, Mandaguaçu, Rio Verde, Indiara and Pindorama, seeking different soil and climate conditions in Brazil to evaluate soybean growth and productivity improvement under different conditions. Co-inoculation with the new strains showed promising results for the characteristics evaluated, sometimes being statistically equal to the use of the AbV5/6 strain, sometimes being superior. At Mandaguaçu and Dois Vizinhos, in the flowering period, the HM053 strain stood out, presenting values higher than those found with the AbV5/6 strain, for the parameters of nodulation, dry weight and nitrogen content of the aerial part. However, it is notable that there is a lack of co-inoculation response pattern in the different sites evaluated. Therefore, a study in order to improve the efficiency of the inoculation was developed, with the objective of encapsulating the bacteria, protecting them from biotic and abiotic stresses, thus increasing the viability and stability of the bacterial cells. The A. brasilense AbV5/6 strain was encapsulated in a double cross-linked hydrogel granule based on cationic starch, using the swelling diffusion method followed by desiccation. The survival evaluation of A. brasilense AbV5/6 was carried out up to sixty days after loading and storage, and the average of viable bacteria remained in the order of magnitude of 107 CFU g, indicating that the hydrogel spheres are adequate to protect the A. brasilense for a period of at least 60 days. In addition, an experiment was carried out in a plant growth chamber and greenhouse to observe the effects of inoculation of encapsulated bacteria in corn seeds. In a growth chamber, the association of the inoculation with the hydrogel showed increments of 17% in the fresh weight of the aerial part and of 19% in the length of the roots. In the greenhouse, inoculation with A. brasilense AbV5/6 increased the levels of chlorophyll a and b, however, only in the presence of the hydrogel. The presence of the hydrogel improved the fresh weight of shoots by 6% and the height of corn plants by 7%. The results showed that this technology can enhance the effects of A. brasilense AbV5/6 in promoting maize growth under controlled conditions. More studies must be carried out to validate this technology in other crops and under field conditions.
Keywords: bactérias promotoras do crescimento vegetal
fixação biológica de nitrogênio
hidrogel
agricultura sustentável
encapsulamento de bactérias
Plant growth-promoting bacteria
biological nitrogen fixation
hydrogel
sustainable agriculture
bacteria encapsulation
metadata.dc.subject.cnpq: CNPQ::CIENCIAS AGRARIAS::AGRONOMIA
metadata.dc.language: por
metadata.dc.publisher.country: Brasil
Publisher: Universidade Estadual de Ponta Grossa
metadata.dc.publisher.initials: UEPG
metadata.dc.publisher.department: Departamento de Agronomia
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Agronomia
Citation: CHEROBIM, Fernanda Furmam. Co-inoculation of Azospirillum brasilense strains and Bradyrhizobium sp. in soybean crops and development of a new technology of application. 2023.Tese (Doutorado em Agronomia) – Universidade Estadual de Ponta Grossa, Ponta Grossa, 2023.
metadata.dc.rights: Acesso Aberto
Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil
metadata.dc.rights.uri: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/
URI: http://tede2.uepg.br/jspui/handle/prefix/4035
Issue Date: 19-Apr-2023
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