Inoculação de bactérias altera microbioma nas raízes e melhora fisiologia do feijoeiro

PESQUISA

Alterações estão associadas ao aumento de magnésio, ferro e cobre e ao aumento da biomassa da planta

Um estudo realizado, na área experimental da Esalq/USP, investigou os efeitos do uso de bactérias como inoculantes na cultura do feijão. O experimento seguiu recomendações específicas de adubação, e os resultados revelaram um impacto significativo aumentando o crescimento da planta. A introdução do inoculante no solo causou uma alteração na comunidade de microrganismos que habita o solo em torno das raízes do feijão, ou seja, o microbioma da rizosfera. Estas alterações estão relacionadas ao aumento de nutrientes como magnésio, ferro e cobre e ao aumento da biomassa da planta.

Conforme Izadora Cunha, pesquisadora da USP, a inoculação com diferentes cepas bacterianas, incluindo Bacillus cereus e Paenibacillus polymyxa, demonstrou efeitos distintos na estrutura microbiana. “Notou-se uma diminuição na abundância dos gêneros Rhizobium e Dyella,enquanto Bradyrhizobium, Acidobacteriales e Gemmatimonadaceae foram mais presentes nos tratamentos com P. polymyxa. Quando mais de uma bactéria foi inoculada de uma vez, também foi maior a complexidade do microbioma da rizosfera e o número de grupos microbianos que desempenham funções específicas também foi aumentado”,  disse Cunha.

Outro efeito observado foi a alteração no pH do solo, especialmente quando mais de uma bactéria foi inoculada ao mesmo tempo, que promoveu maior acidez devido à produção de ácidos orgânicos e moléculas capazes de sequestrar ferro (sideróforos) pelas bactérias promotoras de crescimento vegetal. 

“A inoculação de bactérias também aumentou a atividade da enzima fosfatase ácida, que é uma enzima produzida por membros do microbioma e tem o papel de ajudar a planta a obter o nutriente fósforo  em solos pobres deste elemento”, explicou Lucas Mendes, pesquisador do Centro de Energia Nuclear na Agricultura, também da USP.  

Quando a bactéria Paenibacillus polymyxa foi inoculada no feijão, ela melhorou a absorção de  ferro, facilitando a captação de ferro pelas plantas por meio da produção de sideróforos. Além disso, a inoculação dessa bactéria influenciou a expressão gênica das plantas, reduzindo o estresse da planta e melhorando a eficiência fotossintética.

De acordo com Rodrigo Mendes, pesquisador da Embrapa Meio Ambiente, a inoculação com Bacillus cereus aumentou a associação entre raízes e micorrizas, que são fungos que melhoram a absorção de água e nutrientes pela planta. 

“Beneficiou ainda a colonização das raízes por microrganismos como Bradyrhizobium, o qual contribui para a obtenção de nitrogênio pela planta, e Nocardioides, que participa da decomposição da matéria orgânica do solo. Um outro efeito importante observado após a inoculação com B. cereus foi um aumento da diversidade bacteriana na rizosfera, que tem como consequência um aumento da resiliência do sistema para enfrentar estresses climáticos ou patógenos”, destacou Mendes.

Análises de coocorrência mostraram que a inoculação bacteriana aumentou a presença de microrganismos que favorecem a aquisição de nutrientes e o fortalecimento do sistema imunológico das plantas. O uso de inoculantes no feijão, resultou na montagem de comunidades microbianas mais complexas na rizosfera quando comparado ao tratamento controle (sem inoculantes), este aumento de complexidade do microbioma normalmente está associado a plantas mais saudáveis e vigorosas.

O tratamento com P. polymyxa foi o único que alterou significativamente as interações entre fungos e bactérias, reforçando o impacto da inoculação na estrutura e nas interações microbianas, com implicações positivas para a saúde e produtividade das plantas.

Fonte: Embrapa Meio Ambiente
Foto capa: Sebastião Araújo – Embrapa