Fitotecnia
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Item Biological nitrogen fixation in sorghum: a basis for reduction of synthetic nitrogen dependence(Universidade Federal de Viçosa, 2022-09-27) Paula, Thiago de Almeida; Pimentel, Leonardo Duarte; http://lattes.cnpq.br/4558078165660599The increasing population and its demands require intensifying the current agricultural model to boost productivity. Chemical fertilizers, especially nitrogen fertilizers, play a crucial role in improving agriculture in Brazil, making it a major importer. However, excessive use of chemical fertilizers raises production costs, causes environmental damage, and impacts soil microbial ecology and dynamics, which could pose long-term problems as plant-microbe interactions are considered a solution for sustainable agriculture. Hence, the agricultural model must be reassessed to reduce the demand for synthetic fertilizers and increase the use of microorganisms that enhance production sustainability. The study aimed to examine the impact of nitrogen fertilization on the diazotrophic community associated with sorghum plants and evaluate the feasibility of using pre-selected bacteria in combination with different levels of nitrogen fertilization to improve sorghum productivity and reduce chemical N fertilization dependence. The study consisted of several experiments, including: isolation of N-fixing and plant growth-promoting bacteria, selection of bacteria with biotechnological potential, evaluation of the impact of nitrogen fertilization on diazotrophic microbiota during sorghum sowing, testing the agronomic efficiency of pre-selected bacteria under greenhouse conditions, and evaluating the agronomic efficiency of pre-selected microorganisms in field conditions. The results of the study showed that different levels of nitrogen fertilization affect the composition of the diazotrophic community associated with various parts of the sorghum plant, reducing its richness, uniformity, and diversity. Inoculation with selected plant-growth promoting bacteria (Rhizobium sp. and Sphingomonas sp.) in combination with reduced levels of nitrogen fertilization significantly improved stem diameter, shoot and total dry mass, and nitrogen content of the shoot under greenhouse conditions. In field conditions, inoculation with a mixture of all tested bacteria (Rhizobium sp. and Sphingomonas sp.) showed the potential to increase forage sorghum productivity and reduce nitrogen fertilization by 25-50 %. These results indicate the potential of using these microorganisms as a biotechnological tool for sustainable agriculture. The study concluded that nitrogen fertilization impacts the diazotrophic community of sorghum plants and that the N-fixing and growth-promoting bacteria selected from the sorghum rhizosphere as seed inoculants have the potential to reduce the need for synthetic nitrogen fertilizers in sorghum production. Further research is needed to determine the optimal balance between inoculants and fertilization rates for an integrated fertilization model. Keywords: Sorghum. Biological Nitrogen Fixation. Rhizobium. Sphingomonas.Item Bactérias promotoras de crescimento vegetal associadas ao sorgo(Universidade Federal de Viçosa, 2018-02-20) Paula, Thiago de Almeida; http://lattes.cnpq.br/4558078165660599O Brasil é o terceiro maior produtor agrícola mundial, porém depende da importação de 80% dos fertilizantes para manutenção das atividades agrícolas. Uma estratégia promissora para mitigar esse problema seria incorporar micro- organismos benéficos aos sistemas de produção que promovam o crescimento vegetal por meio da Fixação Biológica de Nitrogênio (FBN), Solubilização de Fosfatos Inorgânicos (SFI) e produção de Ácido Indol-Acético (AIA). O objetivou desse trabalho foi isolar e selecionar bactérias promotoras de crescimento vegetal (BPCV) associadas às raízes de sorgo que possuam potencial biotecnológico. Para isso, foram utilizadas raízes de plantas de sorgo, dos grupos biomassa e forrageiro, colhido aos trinta dias após o plantio para o isolamento das bactérias. Para a detecção de FBN os isolados foram inoculados em meio semissólido, NFb, sem nitrogênio. O teste de SFI foi realizado pela inoculação dos isolados em meio de fosfato insolúvel na forma de Ca 3 (HPO 4 ) 2 e para o teste de produção de AIA, as bactérias foram cultivadas em meio TSA 10% contendo L-triptofano. Foram obtidos 24 isolados associados às raízes de plantas de sorgo, sendo 17 provenientes do sorgo biomassa e 7 do sorgo forrageiro. Desses, 4 foram positivos para FBN, SFI e produção de AIA (SB1, SB5, SF1, SF4) e 1 foi positivo para FBN e produção de AIA (SF6). Sendo que os isolados SB1 e SF1 se destacam dos demais por possuírem elevado Índice de solubilização, enquanto os isolados SF4 e SF6 possuem uma maior produção de AIA. Conclui-se que plantas de sorgo possuem bactérias promotoras de crescimento vegetal associadas às suas raízes capazes de realizar SFI, FBN e produzir AIA, indicando o potencial de uso biotecnológico desses isolado.