SELEÇÃO DE ESTIRPES RIZOBIANAS PARA LEGUMINOSAS...
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UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DE PERNAMBUCOPÓS - GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA DO SOLO
DISCIPLINA: SEMINÁRIOS IIIPROFESSOR: MARIO DE ANDRADE LIRA JUNIOR
SELEÇÃO DE ESTIRPES RIZOBIANAS PARA LEGUMINOSAS FORRAGEIRAS
Recife - PE,dezembro de 2009
Doutorando: Altanys Silva Calheiros
Orientador: Dr. Mario de Andrade Lira JuniorCo-orientadores: Drª. Márcia do Vale Barreto Figueiredo
Drª. Maria do Carmo Catanho Pereira de Lyra
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INTRODUÇÃO
Agropecuária sustentável:
• É aquela que satisfaz necessidades humanas;
• Melhoria da qualidade ambiental e dos recursos naturais;
• Utilização eficiente dos recursos não renováveis;
• Viabilidade econômica e;
• Melhoria da qualidade de vida.
(Graham & Vance, 2000; Vanlauwe et al, 2001; Schiere et al, 2002)
Mata atlântica:• Maior intensificação em sua pecuária;• Conversão de áreas de pecuária para agricultura.
(Pereira et al, 2005; Lobato, 2005)
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Problemas encontrados:
• Baixa fertilidade natural dos solos;(Resende & Resende, 1996).
• Deficiências de N e P em pastagens.(Boddey et al, 2004).
Elevadas perdas de N no sistema solo/planta/animal;
As perdas de P podem ser consideradas pequenas.(Lira et al, 2006)
Importância das Leguminosas em pastagens?
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Fontes de N:
• Fixação Industrial;
• Fixação Natural:
• Via FBN (Bactérias);
• Matéria Orgânica de Solo e;
• Fezes e urina dos animais.
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Pecuária da Zona da Mata de Pernambuco:• Baseada em pastagens, que em grande parte estão degradadas;• Potencial produtivo limitado pela falta de nitrogênio.
Altanys Silva Calheiros (2008)
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Efeito da leguminosa arbórea Stryphnodendrom adstringens no desenvolvimento debraquiária (Brachiaria decumbens) crescendo sob sua copa, município de Oriximiná, PA.
http://sistemasdeproducao.cnptia.embrapa.br
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Puerária (Pueraria phaseoloides)
Algumas espécies são bastante promissoraspara consorciação com gramíneas tropicas:
(Aroeira et al, 2005; Fernandes et al, 2005; Hall eWalker, 2005; Moreira et al, 2005; Shelton et al,2005; Whitbread et al, 2005; Mapiye et al, 2006)
Gramínea X Leguminosa em pastagens
Amendoim forrageiro (Arachis pintoi)
http://www.quebarato.com.br; http://sistemasdeproducao.cnptia.embrapa.br; http://www.facholi.com.br
Calopogônio (Calopogonium mucunoides)
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Desmódio (Desmodium ovalifolium) Cunhã (Clitoria ternatea)
http://www.fao.org; http://www.tropicalforages.info; http://www.quebarato.com.br
Estilosantes (Stylosanthes spp.)
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Utilização de espécies arbustivo-arbóreas em sistema silvo-pastoril:
Combinação intencional de árvores, pastagem e gado numamesma área ao mesmo tempo e manejados de forma integrada,com o objetivo de incrementar a produtividade por unidade de área.
Benefícios dos sistemas silvipastoris:
• Melhoria do ambiente para os animais;• Aumento da produtividade por área e;• Diversificação da renda da propriedade.
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www.fazendatamandua.com.br; http://www.aboaterra.com.br
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Leucena, gliricidia, sabiá e diversas espécies do gênero Sesbania sãousualmente apontadas como opções para sistemas silvipastoris.
(Vieira et al, 2005; Moreira et al, 2006; Dias et al, 2007; Mundus et al, 2008)
Leucena (Leucaena leucocephala)
http://sistemasdeproducao.cnptia.embrapa.br; http://sistemasdeproducao.cnptia.embrapa.br; http://www.agrotropical.org;
Sabiá (Mimosa ceasalpiniifolia)
Gliricidia (Gliricidia sepium)
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Problemas relacionados com a fixação bacteriana:
Grande variabilidade bacteriana:
• Capacidade de fixação biológica de nitrogênio;
• Capacidade de sobrevivência no solo e;
• Quanto à competitividade.
(Duodu et al, 2006; Kaschuk et al, 2006; Raposeiras et al, 2006; Sebbane et al, 2006)(Duodu et al, 2006; Kaschuk et al, 2006; Raposeiras et al, 2006; Sebbane et al, 2006)
Necessidade de se fazer um processo contínuo e baseado na obtençãoem grande escala de isolados;
Selecionar estirpes com maior potencial de fixação de nitrogênio e;
Maiores potenciais de ganhos de produtividade na cultura estudada.
(Alberton et al, 2006; Bala & Giller, 2006; Uchôas & Faria,2006; Silva et al, 2007)
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Verificar a possibilidade de seleção de estirpes de bactérias
mais eficientes na FBN.
Baixa eficiência da inoculação;
Prevalece a população nativa.
Prof. Dr. Mauro Wagner de Oliveira (2005)
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OBJETIVOS
GERAL:
Obter estirpes rizobianas capazes de aumentar a fixação biológica
de nitrogênio em leguminosas forrageiras em região tropical úmida.
ESPECÍFICOS:
• Obter um mínimo de 1000 isolados rizobianos para cada espécie• Obter um mínimo de 1000 isolados rizobianos para cada espécie
alvo;
• Avaliar a capacidade simbiótica e de fixação de N2 dos isolados;
• Selecionar um mínimo de duas estirpes rizobianas para cada
espécie alvo que apresentem capacidade de incremento no potencial
produtivo da respectiva leguminosa.
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MATERIAL E MÉTODOS
1. ESPÉCIE-ALVO
Plantas forrageiras estudadas:
• Sabiá
• Calopogônio• Calopogônio
Além do caupi, que será utilizado como planta-isca devido a seuamplo espectro infectivo.
(Jensen & Hauggaard-Nielsen, 2003; Sanginga et al, 2003; Rasolomampiannina et al,2005)
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2. OBTENÇÃO DE NÓDULOS
Coleta de solo:
Estação Experimental de Itambé, do Instituto Agronômico dePernambuco - IPA.
• Pastagens de capim braquiária decumbens;
• Bosques de sabiá e;• Bosques de sabiá e;
• Áreas de mata atlântica.
Em três áreas diferentes sob cada cobertura.
Avaliar possíveis efeitos do sistema de cultivo predominantesobre a diversidade e eficácia das comunidades rizobianas.
(Palmer & Young, 2000; Andrade et al, 2002; Depret et al, 2004; McInnes et al, 2005)
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Coleta de solo:
• 2 amostras compostas em cada área;
• Camada de 0 a 10 cm.
Solo conservado em refrigerador a aproximadamente 4º C atéo processamento e realização das análises biológicas.
As amostras serão peneiradas;
Caracterização física e;
Fertilidade do solo.
(Barreto et al, 1997; EMBRAPA, 1999)
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Coleta de nódulos:
Foram identificadas plantas de calopogônio e sabiá ocorrendonas áreas amostrais;
Coletou-se nódulos em 10 plantas em cada área amostral paracada espécie.cada espécie.
Os nódulos foram armazenados em tubos com sílica-gelindividualmente marcados para cada planta e;
Conservado em refrigerador.
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Estudo em vasos:
As plântulas serão pré-germinadas em vermiculita esterilizadapor três a cinco dias.
Transplantadas para vasos de Leonard, recebendo diariamenteTransplantadas para vasos de Leonard, recebendo diariamentesolução nutritiva de Hoagland (Hoagland & Arnon, 1950).
Serão colhidas 30 dias após inoculação.
Os nódulos serão limpos e conservados em tubos com sílica-gel.
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3. ISOLAMENTO E CARACTERIZAÇÃO
Serão amostrados cinco nódulos de cada amostra simples,totalizando 900 nódulos para cada espécie.
Também serão isolados os nódulos coletados no campo.
O isolamento seguirá o procedimento padrão como sintetizadoem Hungria (1994).
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Os nódulos de cada tubo serão reidratados;
Imersos em álcool 95% para quebra da tensão capilar superficial;
A superfície dos nódulos será esterilizada por imersão emhipoclorito de sódio 5% por cinco minutos e;hipoclorito de sódio 5% por cinco minutos e;
Lavados em água destilada esterilizada.
O isolamento será conduzido em placas de Petri com meio 79,com azul de bromotimol (Vincent, 1970).
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Após a obtenção de isolados de célula única, será efetuadapreservação de curto período (Silva & Oliveira, 1994).
• Os isolados serão cultivados em meio 79 líquido, sob agitação e;
• Inoculados em plântulas pré-germinadas, um ml por plântula• Inoculados em plântulas pré-germinadas, um ml por plântulapara a autenticação (Somasegaran & Hoben, 1994).
• Calopogônio e sabiá serão cultivados durantes 30 dias;
• O caupi será cultivado por 15 dias.
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Os isolados autenticados serão caracterizados morfológica esimbioticamente.
Caracterização morfológica:
• Velocidade de aparecimento de colônias isoladas;• Forma;• Cor;• Brilho;• Brilho;• Superfície;• Borda e tamanho da colônia;• Produção e consistência de muco;• Absorção de corantes e;• Modificação do pH do meio de cultura.
(Alberton et al, 2006; Sebbane et al, 2006; Uchôas & Faria,2006; Silva et al, 2007)
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Caracterização simbiótica:
Será feita pela inoculação cruzada de todas as estirpes comtodas as leguminosas estudadas, independentemente da origem,em tubos de crescimento.
(Bala & Giller, 2001; Safronova et al, 2004)
Será aviado a presença ou ausência de nodulação para cadaespécie.
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Análise estatística:
Será realizada análise de clusters para cada espécie-alvo,apenas das estirpes autenticadas, utilizando o SAS (SAS Institute,1999).
Estes grupamentos (“clusters”) formarão agrupamentos quelevam em consideração:
• As características morfológicas e;
• Presença e ausência de nodulação nas três espécies-alvo deque foram isoladas.
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4. TESTE DE EFICIÊNCIA
Estirpes aleatoriamente selecionadas de cada agrupamentoserão submetidas a testes de eficiência simbiótica, em vaso deLeonard.
Um mínimo de 25 % das estirpes de cada grupo será avaliado.
Serão incluídos tratamentos não inoculados com N mineral.
Cada espécie-alvo será considerada um experimento separado.
Os experimentos serão conduzidos no delineamento em blocos,com quatro repetições.
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Face à expectativa de 1000 estirpes para cada experimento, seráadotado o delineamento em blocos ao acaso com tratamentocomum, com três repetições no tempo.
Cada vaso receberá três plântulas, pré-germinadas por três diasem vermiculita esterilizada.
As plântulas serão inoculadas com um ml de solução contendo108 células rizobianas ml-1 (Urenha et al, 1994).
As plantas serão cultivadas por 90 dias em vaso de Leonard,com a parte superior em areia, e a inferior contendo soluçãonutritiva de Hoagland sem nitrogênio.
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Avaliações:
As plantas serão cortadas ao nível do solo;
O sistema radicular será separado da areia.
Serão determinados:
• Número de nódulos;
• Tamanho dos nódulos;
• Massa seca dos nódulos;
• Massa seca das raízes e;
• Massa seca, teor de nitrogênio e nitrogênio total da parte aérea.
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Análise estatística:
Análise de normalidade, presença de outliers e necessidade detransformação utilizando o SAS (SAS Institute, 1999).
O efeito de estirpes será considerado aleatório e os efeitos dosgrupos fenotípicos (“clusters”) definidos inicialmente consideradosfixos.fixos.
Será realizado análise de variância e teste de comparação demédias, para os efeitos fixos e variáveis.
As estirpes que se destacarem na maioria das variáveisestudadas serão selecionadas para a fase posterior.
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5. COMPETIÇÃO EM SOLO
Experimento em casa de vegetação;
Argissolo Vermelho-Amarelo não esterilizado.
Tratamentos:
• Estirpes com melhor desempenho na fase anterior.• Estirpes com melhor desempenho na fase anterior.
Testemunhas:
• Estirpes recomendadas para a espécie;
• Ausência de inoculação e de fertilização e;
• Ausência de inoculação com fertilização nitrogenada.
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As sementes serão pré-germinadas por três dias em vermiculitaesterilizada.
Será transferido seis plântulas para cada pote.
Por ocasião do transplante, será realizada a inoculação utilizandoum ml de solução com 108 células rizobianas por ml.
As plantas receberão irrigação com água potável conformenecessário.
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Condução do experimento:
Período de 270 dias;
As plantas serão cortadas a cada 45 dias, a partir dos 90 diasapós semeadura.
Avaliações:
A cada corte será determinada a matéria seca e;
O teor de nitrogênio da parte aérea.
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Análise estatística:
Será realizado análise de regressão:
Tendo-se como variáveis dependentes a MS e o N total da parteaérea dos tratamentos com N mineral e;
Variável independente o N adicionado.
O N fixado pelas estirpes inoculadas será estimado com basenestas regressões.
A cada experimento, os dados serão submetidos à análise denormalidade, presença de outliers e necessidade de transformaçãoutilizando o SAS (SAS Institute, 1999).
![Page 34: SELEÇÃO DE ESTIRPES RIZOBIANAS PARA LEGUMINOSAS …lira.pro.br/wordpress/wp-content/uploads/2009/12/seminario-altanys.pdf · Por ocasião do transplante, será realizada a inoculação](https://reader031.fdocumentos.tips/reader031/viewer/2022030201/5c0d20a809d3f213228d233b/html5/thumbnails/34.jpg)
As análises serão realizadas separadamente para cada corte,bem como para o conjunto dos dados, neste caso utilizando oprocedimento de análise de medições repetidas (Wolfinger & Chang,2006).
Será realizado análise de variância e teste de comparação demédias.
Os critérios de seleção das estirpes para experimentos de campoincluirão produtividade da leguminosa em MS e N total.
As estirpes com melhor desempenho serão selecionadas parafase posterior de experimentação em campo.