Prospecção de solubilizadores de P em ervas daninhas e plantas cobertura

Introdução

O fósforo (P) é o segundo nutriente que mais limita o crescimento das plantas logo após o nitrogênio (AZZIZ et al., 2012; TAK et al., 2012). Pequena quantidade de P é absorvida pela planta, mas a maior parte do P no solo está indisponível para as plantas, sendo necessária várias aplicações de P inorgânico para garantir boa produtividade. Outro problema é que a recuperação desse nutriente durante o ciclo da cultura é limitada, cerca de 80% do total de P aplicado se torna indisponível, sendo imobilizados, absorvidos ou transformados em forma orgânica (HOLFORD, 1997).

A baixa disponibilidade de P para as plantas, é devido a sua grande reatividade e a alta taxa de retenção de seus íons, que está relacionado aos constituintes do solo. Em solos ácidos muitas vezes esse P está associado a ferro (Fe) e/ou alumínio (Al) e em solos com pH mais elevado predomina a forma associada com cálcio (Ca) (BARROSO e NAHAS, 2005).

Os microrganismos do solo podem aumentar a disponibilidade de nutrientes para as plantas. Eles estão envolvidos em uma ampla gama de processos biológicos que inclui a transformação de nutrientes insolúveis do solo (BABALOLA e GLICK, 2012). O termo solubilização refere-se à capacidade dos microrganismos em liberar P a partir de compostos fosfatados inorgânicos.

A inoculação de microrganismos solubilizadores de fosfatos no solo tem sido sugerida como alternativa para substituir ou reduzir o uso de fertilizantes fosfatados solúveis, mediante melhor aproveitamento do nutriente (IGUAL et al., 2001; VESSEY, 2003). Esses microrganismos inseridos no solo atuam de maneira muito importante no processo de solubilização e disponibilização de fosfatos, e a sua alta proporção é concentrada na rizosfera (região de contato raiz-microrganismos-solo), e eles são metabolicamente mais ativos do que outras fontes (VAZQUEZ et al., 2000).

Vários estudos foram realizados para isolar solubilizadores de fosfato da rizosfera de culturas comerciais (OLIVEIRA, 2009; POONGUZHALI, 2008). Raros são os estudos para verificar a ocorrência e o potencial dos microrganismos solubilizadores de fosfato da rizosfera de plantas daninhas.

Plantas daninhas compõem o conjunto de espécies vegetais que não são intencionalmente semeadas, mas estão associadas às culturas agrícolas. Essas plantas são bem adaptadas a ambientes intensamente manipulados com objetivo de erradicá-las e a ambientes com escassez de água e nutrientes. Algumas dessas características também são observadas em espécies de plantas de cobertura. Tendo em vista que o sucesso dessas plantas pode ser em parte graças a contribuição da microbiota associada, o presente trabalho tem como objetivo verificar a ocorrência de microrganismos solubilizadores de fosfato na rizosfera de ervas daninhas e plantas de cobertura e avaliar o potencial destes como bioinoculantes.

Revisão Bibliográfica

O Brasil possui a maior área de terras agricultáveis do mundo, no entanto, essas terras são geralmente solos de baixa fertilidade que requerem a aplicação de grandes quantidades de corretivos e fertilizantes, destacando-se os fosfatados. As culturas comerciais de interesse agrícola têm respostas muito satisfatórias ao P, o qual se tornou um nutriente essencial para o agronegócio brasileiro especialmente na região do cerrado (LOPES, 1989).

O P é um dos nutrientes essenciais para o crescimento e desenvolvimento das plantas, é responsável por 0,2% do peso seco da planta. Esse nutriente participa como componente estrutural dos ácidos nucleicos e fosfolipídios e da adenosina trifosfato (ATP), é um elemento-chave de vias metabólicas e bioquímicas (HOLFORD, 1997), contribui para o crescimento prematuro das raízes, qualidade de frutas, verduras, grãos e formação das sementes.

O P geralmente é encontrado nos solos na forma de fosfato tricálcico (Ca3(PO4)2), praticamente insolúvel e indisponível para as plantas. Pode ocorrer na forma de compostos orgânicos fosforados e, muito pouco na forma de mineral solúvel. Na forma de mineral solúvel, é muito instável e dificilmente permanece em condições para ser assimilado. A formação de compostos orgânicos que, embora não possam ser diretamente assimilados pelas plantas, apresentam a possibilidade de ser lentamente mineralizados e assim, suprir as necessidades dos vegetais (BRANCO et al, 2001).

Os microrganismos do solo desempenham um papel importante na aquisição e transferência de nutrientes no solo. Esses estão envolvidos em uma variedade de processos que afetam a transformação do P e, portanto, influenciam a disponibilidade subsequente de P (como fosfato) nas raízes das plantas. Os microrganismos solubilizadores de fosfato incluem uma ampla gama de bactérias, fungos e actinomicetos, muitos dos quais são comuns na rizosfera (JONES, 2010).

São vários os mecanismos empregados pela comunidade microbiana edáfica e da rizosfera para solubilização de fosfato inorgânicos insolúveis (MARRA et al., 2012). São estes, a liberação de compostos complexantes ou dissolventes minerais (aníons de ácido orgânico, sideróforos, prótons, íons hidroxilo, CO2), a liberação de enzimas extracelulares (mineralização P bioquímica) e a liberação de P durante a degradação do substrato (mineralização P biológica) (MCGILL e COLE, 1981).

Várias estirpes de espécies bacterianas e fúngicas foram descritas e investigadas em detalhes para quanto a capacidade de solubilização de fosfato (GLICK 1995; HE et al., 1997). Geralmente esses microrganismos são isolados dos solos da rizosfera (ZAIDI et al., 2009), pois, por meio das raízes, as plantas liberam exsudatos para atrair esses microrganismos do solo e esses podem excretar ácidos orgânicos que resultam na solubilização do fosfato a partir de complexos insolúveis, tornando-o disponível para a absorção da planta (RICHARDSON et al., 2009).

As bactérias que apresentaram capacidade de solubização foram: Pseudomonas spp., Agrobacterium spp., Bacillus circulans (BABALOLA E GLICK, 2012B), várias cepas de Azotobacter (KUMAR et al., 2014), Bacillus (JAHAN et al., 2013; DAVID et al., 2014), Burkholderia (MAMTA et al., 2010; ZHAO et al., 2014; ISTINA et al., 2015), Enterobacter, Erwinia (CHAKRABORTY et al., 2009), Kushneria (ZHU et al., 2011), Paenibacillus (FERNÁNDEZ BIDONDO et al., 2011), Ralstonia, Rhizobium (TAJINI et al., 2012), Rhodococcus, Serratia, Bradyrhizobium, Salmonella, Sinomonas e Thiobacillus (POSTMA et al., 2010; DAVID et al., 2014).

Os gêneros Actinomyces, Micromonospora, e Streptomyces apresentam a capacidade de solubilizar P. Cerca de 20% dos actinomicetos podem solubilizar P. Além disso, existem relatos que as cianobactérias solubilizam fosfato (SHARMA