Initial development of upland rice plants inoculated with the MAY12 strain of Azospirillum spp / Desenvolvimento inicial de plantas de arroz de terras altas inoculadas com a estirpe MAY12 de Azospirillum spp

ABSTRACT: The purpose of this study was to evaluate the contribution of the inoculation of the strain Azospirillum MAY12 to the development of rice plants of the cultivar BRS Esmeralda. A completely randomized experiment was performed in a greenhouse, with 8 treatments and 6 repetitions, namely, commercial inoculant (CI) containing strains of Azospirillum brasilense ABV5 and ABV6 (T1), MAY12 (T2), nitrogen control with 50 mg of N or full dose (T3), CI + 30% of N (percentage referring to full dose) (T4), CI + 60% N (T5), MAY12 + 30% N (T6), MAY12 + 60% N (T7) and absolute control (T8). There was a significant increase in the fresh and dry mass of the shoot and roots, height, root volume, and the number of tillers and leaves of plants with the MAY12 inoculation (with and without N added) compared to T8. Treatments containing MAY12 + N increased the total dry mass by ~920% compared to T8, matching the T3 yield. The inoculation of MAY12 in isolation was as efficient as the application of the full dose of N, resulting in an increase of ~115% in height and 373% in root volume of the plants compared to T8. The MAY12 strain demonstrated good performance in the development of the cultivar, which was comparable to the CI in the variables tested. Therefore, inoculation with the MAY12 strain is promising for the partial reduction of nitrogen fertilizers in upland rice cultivation.

RESUMO: O objetivo deste trabalho foi avaliar a contribuição da inoculação da estirpe de Azospirillum MAY12 no desenvolvimento de plantas de arroz da cultivar BRS Esmeralda. Foi realizado um experimento inteiramente casualizado em casa de vegetação, tendo oito tratamentos e seis repetições: inoculante comercial (IC) contendo as estirpes de Azospirillum brasilense AbV5 e AbV6 (T1), MAY12 (T2), testemunha nitrogenada com 50 mg de N ou dose cheia (T3), IC + 30% de N (percentual referente à dose cheia) (T4), IC + 60% de N (T5), MAY12 + 30% de N (T6), MAY12 + 60% de N (T7) e testemunha absoluta (T8). Houve aumento significativo da massa fresca e seca da parte aérea e de raízes, altura, volume de raízes e do número de perfilhos e de folhas das plantas com a inoculação de MAY12 (com e sem adição de N) em relação a T8. Os tratamentos contendo MAY12 + N aumentaram em torno de 920% a massa seca total em relação a T8, equiparando-se ao rendimento T3. A inoculação de MAY12, isoladamente, foi tão eficiente quanto a aplicação da dose cheia de N para o aumento em torno de 115% da altura e de 373% do volume de raízes das plantas em relação a T8. A estirpe MAY12 apresentou bom desempenho no desenvolvimento da cultivar equiparando-se com o IC nas variáveis testadas. Portanto, a inoculação com a estirpe MAY12 mostra-se promissora para a redução parcial de fertilizantes nitrogenados no cultivo de arroz de terras altas.

Initial growth in maize in compliance of Azospirillum brasilense inoculation and nitrogen rates / Crescimento inicial do milho em função da inoculação de Azospirillum brasilense e doses de nitrogênio

Investigate the effects of the interaction between nitrogen fertilization and inoculation with diazotrophic bacteria becomes important, especially for maize, highly exacting in N. Thus, the aim of this study was to evaluate the initial growth of maize in compliance A. brasilense inoculation and nitrogen rates. The experiment was conducted in a greenhouse, in Mato Grosso do Sul State University, Aquidauana University Unit, between the months of march and April of 2014. It was used completely randomized design in a 2x4 factorial arrangement with four replications. The treatments consisted of the absence and presence of inoculation with A. brasilense and four levels of nitrogen fertilization (0, 25, 50, 100 kg ha-1 N). At 40 days after sowing the following variables were evaluated: leaf area, plant height, stem diameter, dry mass of shoot and of root. There was interaction between doses of nitrogen and inoculation with A. brasilense for most of the evaluated variables. Inoculation with A. brasilense provides improvements in the establishment and initial development of maize. In the presence of inoculation with A. brasilense, the development of maize increases linearly the administration of the nitrogen doses.

Investigar os efeitos da interação entre adubação nitrogenada e inoculação com bactérias diazotróficas tornou-se importante, sobretudo para a cultura do milho, altamente exigente em N. Assim, o objetivo deste trabalho foi verificar o crescimento inicial do milho em função de inoculação A. brasilense e doses de nitrogênio. O experimento foi desenvolvido em estufa agrícola, na Universidade Estadual de Mato Grosso do Sul, Unidade Universitária de Aquidauana, entre os meses de março a abril de 2014. Utilizou-se delineamento experimental inteiramente casualizado em esquema fatorial 2x4, com quatro repetições. Os tratamentos constaram da combinação da ausência e presença de inoculação com A. brasilense e quatro níveis de adubação nitrogenada (0; 25; 50; 100 kg ha-1 de N). Aos 40 dias após a semeadura foram avaliadas as seguintes variáveis: área foliar, altura de plantas, diâmetro do colmo, massa seca da parte aérea e massa seca das raízes. Houve interação entre doses de nitrogênio e inoculação com A. brasilense para a maioria das variáveis avaliadas. A inoculação com A. brasilense proporciona melhorias no estabelecimento e no desenvolvimento inicial do milho. Na presença de inoculação com A. brasilense, o desenvolvimento de milho aumenta linearmente a função das doses de nitrogênio.

Tiller density and tillering on Brachiaria brizantha cv. Marandu pastures inoculated with Azospirillum brasilense / Densidade populacional e perfilhamento em pastagens de Brachiaria brizantha cv. Marandu inoculada com Azospirillum brasilense

The objective of this study is to verify the population density and the dynamics of tillering in the Marandu palisade grass sward subjected to nitrogen (N) fertilization strategies, characterized by the N supply via urea or bacterial inoculant (Azospirillum brasilense). The treatments comprised of four nitrogen fertilization strategies: (A) Without fertilization, (B) 80 kg N/ha, (C) inoculant (A. brasilense), and (D) 80 kg N/ha + inoculant, distributed in a randomized complete block design, with three replications. The nitrogen supply strategies were evaluated during six periods: October, November, and December (2012) as well as January, March, and April (2013). The nitrogen dose or inoculant had no effect on the tiller appearance rate (TAR), tiller mortality rate (TMR), tiller survival rate (TSR), or tiller population density (TPD). However, these variables were influenced by the season. The TAR and TSR were higher at the beginning of the experimental period (October) and lower towards the end of the period (March-April), whereas, TMR and TPD exhibited the opposite behavior, with lower values in October and higher from January onward. Neither the nitrogen nor the inoculant influenced the population dynamics of the tillers in Marandu palisade grass.(AU)

Objetivou-se com este estudo verificar a densidade populacional e a dinâmica do perfilhamento em dosséis de capim Marandu submetidos a estratégias de adubação nitrogenada, caracterizadas pelo fornecimento de N via ureia ou inoculante (Azospirillum brasilense). Os tratamentos foram quatro estratégias de adubação nitrogenada: sem fertilização, 80kg N/ha, inoculante (A. brasilense) e 80kg N/ha + inoculante, distribuídos em um delineamento de blocos completos ao acaso, com três repetições por tratamento. As estratégias de aporte nitrogenado foram avaliadas em seis épocas: outubro, novembro e dezembro de 2012; e janeiro, março e abril de 2013. Não foi verificada influência da dose de nitrogênio ou do inoculante sobre a taxa de aparecimento (TAP), a taxa de mortalidade (TMP), a taxa de sobrevivência (TSP) e a densidade populacional de perfilhos (DPP). No entanto, essas variáveis foram influenciadas pela época do ano. A TAP e a TSP apresentaram maiores valores no início do período experimental (outubro) e menor valor ao final do período (março a abril). A TMP e a DPP expressaram respostas opostas, com menores valores em outubro e maiores a partir de janeiro. Não houve influência do nitrogênio e do inoculante sobre a dinâmica populacional de perfilhos em capim Marandu.(AU)

Evaluación de rizobacterias promotoras del crecimiento bajo diferentes esquemas de fertilización en el cultivo de maíz variedad HIMECA-95 / Evaluation of growth promoting rhizobacteria under different fertilization schemes in maize variety HIMECA-95

Bacterias previamente aisladas, y caracterizadas como diazotróficas y disolventes de fosfatos inorgánicos se evaluaron en campo como promotoras del crecimiento vegetal en la producción de maíz variando las condiciones de fertilidad del suelo. Las cepas MF1b y MF5, en forma individual y en consorcio, se inocularon en semillas de maíz (HIMECA-95), y se sembraron bajo las siguientes condiciones de fertilización química: K, NK, PK, RK, NPK, y NRK (R: roca fosfórica). Al final del ensayo se determinó el peso seco total, y los contenidos de N y de P presentes en el grano para luego calcular el porcentaje de eficiencia agronómica relativa (%EAR). Los resultados obtenidos mostraron que la inoculación con la cepa MF5 en forma individual y en consorcio, con una fertilización quimica de NK, incrementaron la EAR del peso seco del grano en 130 y 403%, el contenido de N en 463 y 116%, y el de P en 152 y 376%, respectivamente, logrando un aumento en la producción del grano de maíz y su calidad. Asimismo, se observó una variabilidad en las respuestas de los parámetros evaluados, lo cual podría deberse a los bajos contenidos de N y P del suelo, a los cambios en la fertilidad del suelo por la adición de los fertilizantes de alta solubilidad, y a la interacción entre las comunidades microbianas autóctonas y las bacterias introducidas. Se concluye que la efectividad de los microorganismos con potencial como biofertilizante para la agricultura sea evaluada cuidadosamente bajo diversas condiciones de fertilidad de los suelos.

Bacteria previously isolated, characterized as diazotrophic and inorganic phosphate solubilizers were evaluated under field conditions as plant growth promoters on the maize production when soil fertility was changed. The strains MF1b and MF5, alone and in consortium, were inoculated on maize seeds (HIMECA-95), and these were sown under the following chemical fertility conditions: K, NK, PN, RK, NPK, and NRK (R: phosphate rock). Total dry weight, and N and P contents of the grain were determined at the end of the experiment; also, the % of relative agronomic efficiency (RAE) was calculated. Results showed that inoculation with the strain MF5 alone and in consortium, with the addition of NK fertilizer increased the % RAE in 130 and 403 for the dry weight, in 463 and 116 for the N content, and in 152 and 376 for the P content, respectively, allowing an increase in both production and grain quality. Moreover, it was observed variations among the evaluated parameters which could be related to the low N and P status of the soil, the soil fertility changes after the addition of the highly soluble chemical fertilizers, and the interaction between autochthonous microbial communities and the introduced bacteria. It is concluded that the affectivity of a potential microbial biofertilizer for agriculture should be carefully evaluated under different fertility conditions of soils.

Characterization of plant growth-promoting bacteria inhabiting Vriesea gigantea Gaud. and Tillandsia aeranthos (Loiseleur) L.B. Smith (Bromeliaceae) / Caracterização de bactérias promotoras de crescimento vegetal em Vriesea gigantea Gaud. e Tillandsia aeranthos (Loiseleur) L.B. Smith (Bromeliaceae)

Microorganisms that live inside and around a plant can supply it with essential substances, such as phytohormones and essential nutrients. The present investigation aimed to isolate and characterize the phyllosphere, the endophytic, and the water tank bacteria associated with Vriesea gigantea and Tillandsia aeranthos. The bacteria were tested for siderophore and indole-3-acetic acid (IAA) production, phosphate solubilization, and presence of the nif H gene. Genetic diversity of the bacterial isolates was evaluated by rep-PCR. Sixty-eight bacterial strains were isolated from 3 different microhabitats of V. gigantea and from 2 microhabitats of T. aeranthos bromeliad plants. Gram-positive, spore-forming bacilli comprised most bacterial isolates. All isolates produced IAA in vitro in presence of very low amounts of tryptophan. More than 70% of the evaluated bacteria presented the ability of siderophore production and phosphate solubilization, and possessed the nif H gene. It was not possible to distinguish well-defined groups of isolates based on the bromeliad species and microhabitat they inhabit using genetic characterization by rep-PCR. Water tanks presented the most abundant diversity compared with phyllosphere and endophytes, probably due to the high nutrient concentration, which promotes an ideal environment for complex microbial communities.

Microrganismos que habitam o interior e a superfície podem fornecer substancias essenciais ao crescimento das plantas, como fitormônios e nutrientes essenciais. O presente trabalho teve como objetivo isolar e caracterizar as bactérias da filosfera, do ambiente endofítico e a água de tanque associadas à Vriesea gigantea e Tillandsia aeranthos. As bactérias foram submetidas a testes de verificação de produção de sideróforos e de ácido indol acético (AIA), solubilização de fosfatos, e a presença do gene nif H. A diversidade genética dos isolados bacterianos foi analisada por rep-PCR. Sessenta e oito microrganismos foram isolados de 3 microambientes distintos de V. gigantea e de 2 microambientes de T. aeranthos. A maioria das bactérias isoladas foram bacilos formadores de esporos, gram-positivos. Todos os isolados produziram AIA in vitro na presença de quantidades pequenas de triptofano. Mais de 70% das bactérias analisadas produziram sideróforos, solubilizaram fosfatos e possuíam o gene nif H. Não foi possível distinguir grupos definidos de microrganismos baseados no microhabitat e na espécie de bromélia de onde foram isolados usando rep-PCR. A água do tanque apresentou maior diversidade microbiana quando comparada com a filosfera e o ambiente endofítico, provavelmente devido à alta concentração de nutrientes, que promove um ambiente favorável para o desenvolvimento de comunidades microbianas complexas.

Efeito dos ácidos húmicos na inoculação de bactérias diazotróficas endofíticas em sementes de milho / Effect of the humic acids in endophytic diazotrophic bacteria inoculation in corn seeds

Os ácidos húmicos podem atuar no aumento da população de bactérias diazotróficas introduzidas no interior da planta e, consequentemente, no incremento dos efeitos benéficos sobre a planta hospedeira. Com este trabalho, objetivou-se avaliar o efeito dos ácidos húmicos na inoculação de bactérias diazotróficas endofíticas, em sementes de milho. Foi utilizada a estirpe Herbaspirillum seropedicae Z67 BR 11175. A inoculação das sementes com as bactérias e a adição de ácidos húmicos foram realizadas pelo recobrimento das sementes de milho UENF 506-8, com a mistura de calcário, meio de cultura semisólido, água e cimentante. As sementes recobertas foram semeadas em vasos Leonard. Aos 40 dias após a semeadura, as plântulas foram coletadas, e foi realizada a contagem de bactérias nas raízes pela técnica do Número Mais Provável. Os resultados deste trabalho mostram que os ácidos húmicos não interferem negativamente no crescimento das bactérias e estimulam a colonização da microbiota nativa. No entanto, nas condições avaliadas, a aplicação conjunta de bactérias + ácidos húmicos não estimulou o crescimento da população de bactérias inoculadas nas plântulas de milho.

The objective of this research was to evaluate the effect of the humic acids in the inoculation of endophytic diazotrophic bacteria in corn seeds. It was used the bacteria Herbaspirillum seropedicae Z67 BR 11175. The inoculation of the seeds with the bacteria and the addition of humic acids were accomplished by the coating of the corn seeds UENF 506-8. The coating was accomplished with a mixture of lime, semi-solid middle culture, water and cement. The seeds covered were sown in Leonard vases. Forty days after sowing the plants were collected and the bacteria couting was accomplished in the roots by the Most probable Number technique. The results showed that the humic acids doesn't interfere negatively in the bacteria growth of and they stimulate the colonization of the native microbiota. However, in the appraised conditions, the united application of bacteria + humic acids didn't stimulate the growth of the bacteria population inoculated in the corn seedling.

Germinação e vigor de sementes de milho recobertas e viabilidade do inóculo durante o armazenamento / Germination and vigor of covered corn seeds and viability of the inoculum during storage

Conduziu-se este trabalho com o objetivo de avaliar a qualidade fisiológica das sementes recobertas com diferentes misturas e armazenadas, assim como a sobrevivência das células bacterianas no recobrimento destas. Utilizou-se neste estudo a estirpe H. seropedicae Z67 BR 11175. O recobrimento das sementes de milho ‘UENF 506-8’ foi realizado com a mistura de calcário, meio de cultura semi-sólido, água e cimentante. As sementes foram acondicionadas durante três meses, em sacos de papel multifoliado e armazenadas em duas condições: ambiente de laboratório (temperatura média de 26,2 ºC e UR média de 61,5%) e câmara BOD. A cada30 dias de armazenamento, foram efetuadas determinações do teor de água, contagem de bactérias e avaliações da qualidade fisiológica das sementes. O recobrimento das sementes não altera a perda natural da qualidade fisiológica das sementes durante o armazenamento. Dentre as condições de armazenamento estudadas, a mais adequada para a manutenção das sementes foi a temperatura média de 26,4 ºC e UR média de 61,5 %. As células bacterianas foram observadas nas raízes das plântulas oriundas de sementes revestidas com bactéria, armazenadas por até 60 dias independente da condição de armazenamento.

The aim of this study was to evaluate the physiological quality of stored seeds covered with different mixtures and the period of survival of the bacterial cells in the seed coatings. H. seropedicae Z67 BR 11175 was used in this study. The ‘UENF 506-8’ corn seeds were coated with a mixture preparation consisting of lime, JNFb semi-solid medium, water and cement. The seeds were conditioned for three months in paper bags and stored under two conditions: laboratory (at a temperature of 26.2 ºC and 61.5% relative humidity) and BOD chamber. Every 30 days of storage determinations of the water content, counting of bacteria, and evaluations of the physiologic quality of the seeds were performed. The coating of the seeds did not modify the natural loss of physiological quality of the seeds during the storage. Among the storage conditions studied, the most appropriate for the maintenance of the seeds was the 26.2 ºC and 61.5% of relative humidity. Bacterial cells were detected in the roots of plants originated from coated seeds inoculated with bacterial and stored up to 60 days independently the of storage conditions.

Evaluation of the biological nitrogen fixation contribution in sugarcane plants originated from seeds and inoculated with nitrogen-fixing endophytes

The inoculation technique with endophytic diazotrophic bacteria in sugarcane has been shown as an alternative practice to plant growth promotion. The aim of this work was to evaluate the biological nitrogen fixation (BNF) contribution by different strains of Herbaspirillum seropedicae and Gluconacetobacter diazotrophicus in sugarcane plant inoculated from seeds. The seeds were planted in pots filled with non-sterile soil, inoculated with the bacterial strains and grown 10 months outside of the greenhouse. The BNF contribution of the inoculated bacteria varied depending on the plant species used as a control. The highest BNF contribution as well as the highest populations of reisolated bacteria was observed with inoculation of H. seropedicae strains. The roots appeared to be the preferential tissues for the establishment of the inoculated species.

A técnica de inoculação com bactérias diazotróficas endofíticas na cana-de-açúcar apresenta-se como uma prática alternativa para promover o crescimento vegetal menos dependente da adubação nitrogenada. Este trabalho teve como objetivo avaliar a contribuição da fixação biológica de nitrogênio (FBN) por diferentes estirpes de Herbaspirillum seropedicae e Gluconacetobacter diazotrophicus inoculadas em plantas de cana-de-açúcar originadas de semente. As sementes foram plantadas em vasos com solo não estéril, inoculadas com as diferentes bactérias e mantidas por 10 meses ao ar livre. As maiores contribuições da FBN ocorreram com a inoculação de estirpes Herbaspirillum seropedicae, e dependeram da espécie vegetal utilizada como testemunha. As raízes apresentaram-se como o órgão vegetal preferencial para o estabelecimento das espécies inoculadas.

Evaluation of the biological nitrogen fixation contribution in sugarcane plants originated from seeds and inoculated with nitrogen-fixing endophytes

The inoculation technique with endophytic diazotrophic bacteria in sugarcane has been shown as an alternative practice to plant growth promotion. The aim of this work was to evaluate the biological nitrogen fixation (BNF) contribution by different strains of Herbaspirillum seropedicae and Gluconacetobacter diazotrophicus in sugarcane plant inoculated from seeds. The seeds were planted in pots filled with non-sterile soil, inoculated with the bacterial strains and grown 10 months outside of the greenhouse. The BNF contribution of the inoculated bacteria varied depending on the plant species used as a control. The highest BNF contribution as well as the highest populations of reisolated bacteria was observed with inoculation of H. seropedicae strains. The roots appeared to be the preferential tissues for the establishment of the inoculated species.

A técnica de inoculação com bactérias diazotróficas endofíticas na cana-de-açúcar apresenta-se como uma prática alternativa para promover o crescimento vegetal menos dependente da adubação nitrogenada. Este trabalho teve como objetivo avaliar a contribuição da fixação biológica de nitrogênio (FBN) por diferentes estirpes de Herbaspirillum seropedicae e Gluconacetobacter diazotrophicus inoculadas em plantas de cana-de-açúcar originadas de semente. As sementes foram plantadas em vasos com solo não estéril, inoculadas com as diferentes bactérias e mantidas por 10 meses ao ar livre. As maiores contribuições da FBN ocorreram com a inoculação de estirpes Herbaspirillum seropedicae, e dependeram da espécie vegetal utilizada como testemunha. As raízes apresentaram-se como o órgão vegetal preferencial para o estabelecimento das espécies inoculadas.