Promoção de crescimento de espécies florestais a partir da triagem e inoculação de consórcios microbianos

Abstract

Em novembro de 2015 ocorreu o rompimento da barragem do Fundão, localizada no distrito de Bento Rodrigues, Mariana-MG. O rompimento da barragem acarretou no derramamento de aproximadamente 50 milhões de m³ de rejeito de minério de ferro no Rio Doce, afetando grandes áreas de Mata Atlântica, incluindo áreas de preservação permanente associada e cursos d’água que resultou em depósito de lama e assoreamento de rios da bacia do Rio Doce. Nesse contexto, buscou-se mitigar os impactos e favorecer a biodiversidade dos solos afetados pelo rejeito de mineração, e os microrganismos do solo, tais como as PGPR (Plant Growth Promoting Rhizobacterias) e FMA (Fungos Micorrízicos Arbusculares) são instrumentos que auxiliam na recuperação de áreas degradadas, visto que eles desempenham funções ecossistêmicas importantes no solo. O objetivo deste trabalho foi investigar os mecanismos de promoção de crescimento de plantas de isolados de actinobactérias e diazotróficas provenientes de amostras de solo de área afetada pelo rompimento da barragem de rejeito de mineração, a fim de se formular consórcios de PGPR e FMA (on farm) a serem testados em três espécies florestais nativas de Mata Atlântica: Schizolobium parahyba (Vell.) Blake, Caesalpinia peltophoroides Benth e Albizia niopoides (Spruce ex Benth) Burkart. Os isolados foram triados in vitro quanto à fixação biológica de nitrogênio, solubilização de fosfato, produção de sideróforos e fitohormônios. Foram identificadas como pertencentes aos gêneros Bacillus, Luteibacter, Staphylococcus, Enterobacter, Lysinibacillus, Streptomyces, Leifsonia, Ponticoccus, Sulfitobacter e Kitasatospora. Dentre os 47 isolados testados, 78 % se apresentaram como fixadoras biológicas de nitrogênio, 40 % foram capazes de realizar solubilização de fosfato, 40 % são produtoras de sideróforos, 6 % produziram AIA, e, por fim, 95 % foram capazes de sintetizar giberelinas a taxas de concentração variando de 0,37 a 3,70 mg mL-1. Assim, com base nos melhores resultados para pelo menos 3 dos testes in vitro, foram formulados quatro consórcios PGPR: C1, C2, C3 e C4. No experimento in vivo, as sementes das espécies florestais foram germinadas e transplantadas para tubetes contendo substrato. As plantas submetidas a tratamento com FMA receberam 10 % de inóculo de FMA (v:v). Após cerca de 15 dias do transplantio para os tubetes foi realizada a inoculação de 108 UFC.mL-1 dos consórcios e de isolados bacterianos selecionados diretamente no substrato. As plantas foram mantidas em casa de vegetação, por 85 dias (Schizolobium parahyba (Vell.) Blake), 130 dias (Caesalpinia peltophoroides Benth) e 280 dias (Albizia niopoides (Spruce ex Benth) Burkart). O experimento foi conduzido em delineamento fatorial, PGPR e FMA. Não houve interação entre os fatores, porém todas as espécies florestais testadas responderam positivamente para a inoculação com FMA. As plantas inoculadas com FMA apresentaram aumento de crescimento maior que 50 % em relação à altura, diâmetro e massa seca da parte aérea. Assim, conclui-se que a inoculação com FMA (on farm) é uma boa alternativa para estimular o crescimento das espécies testadas. Palavras-chave: PGPR. FMA. Bioinoculantes.

In November 2015 the Fundão dam, located in the district of Bento Rodrigues, Mariana-MG, broke down. The collapse of the dam resulted in the spillage of approximately 50 million m³ of iron ore tailings into the Rio Doce, affecting large areas of the Atlantic Forest, including areas of associated permanent preservation and water courses that resulted in mud deposits and siltation of rivers of the Rio Doce basin. In this context, we sought to mitigate the impacts and favor the biodiversity of soils affected by mining tailings and, soil microorganisms, such as PGPR (Plant Growth Promoting Rhizobacteria) and AMF (Arbuscular Mycorrhizal Fungi) are instruments that help in the recovery of degraded areas, as they perform important ecosystem functions in the soil. The objective of this work was to investigate the mechanisms of plant growth promotion of actinobacteria and diazotrophic isolates from soil samples from an area affected by the collapse of the mining tailings dam, in order to formulate consortia of PGPR and AMF (on farm) to be tested on three Atlantic Forest native forest species: Schizolobium parahyba (Vell.) Blake, Caesalpinia peltophoroides Benth and Albizia niopoides (Spruce ex Benth) Burkart. The isolates were screened in vitro for biological nitrogen fixation, phosphate solubilization, siderophore and phytohormones production. Were identified as belonging to the genera Bacillus, Luteibacter, Staphylococcus, Enterobacter, Lysinibacillus, Streptomyces, Leifsonia, Ponticoccus, Sulfitobacter and Kitasatospora. Among the 47 isolates tested, 78% presented themselves as biological nitrogen fixatives, 40% were able to carry out phosphate solubilization, 40% are siderophore producers, 6% produced AIA, and, finally, 95% were able to synthesize gibberellins at concentration rates ranging from 0.37 to 3.70 mg.mL -1. Thus, based on the best results for at least 3 of the in vitro tests, four PGPR consortia were formulated: C1, C2, C3 e C4. In the in vivo experiment, the seeds of forest species were germinated and transplanted into tubes containing substrate. Plants subjected to FMA treatment received 10% FMA inoculum (v:v). About 15 days after transplanting into the tubes, 108 CFU.mL-1 of the consortia and selected bacterial isolates were inoculated directly into the substrate. The plants were kept in a greenhouse for 85 days (Schizolobium parahyba (Vell.) Blake), 130 days (Caesalpinia peltophoroides Benth) and 280 days (Albizia niopoides (Spruce ex Benth) Burkart). The experiment was carried out in a factorial design, PGPR and FMA. There was no interaction between the factors, but all forest species tested responded positively to inoculation with AMF. Plants inoculated with AMF showed an increase in growth greater than 50% in relation to height, diameter and dry mass of the aerial part. Thus, it is concluded that inoculation with FMA (on farm) is a good alternative to stimulate the growth of the tested species. Keywords: PGPR. AMF. Bioinoculants.