Phosphorus (P) is one of the essential macronutrients for plant growth, being a highly required resource to improve the productive performance of several crops, especially in highly weathered soils. However, a large part of the nutrients applied in the form of fertilizers becomes “inert” in the medium term and cannot be assimilated by plants. Rationalizing the use of phosphorus is a matter of extreme importance for environmental sustainability and socioeconomic development. Therefore, alternatives to the management of this nutrient are needed, and the use of P-solubilizing microorganisms is an option to optimize its use by crops, allowing the exploration of less available fractions of the nutrient in soils and reducing the demand for phosphate fertilizers. The objective of this study is to discuss the importance of phosphorus and how microorganisms can intermediate its sustainable use in agriculture. In this review study, we present several studies about the role of microorganisms as phosphorus mobilizers in the soil. We describe the importance of the nutrient for the plants and the main problems related to the unsustainable exploitation of its natural reserves and the use of chemical fertilizers. Mainly we highlight how microorganisms constitute a fundamental resource for the release of the inert portion of the nutrient, where we describe several mechanisms of solubilization and mineralization. We also discussed the benefits that the inoculation of P-solubilizing microorganisms provides to crops as well as practices of using them as bioinoculants. The use of microorganisms as inoculants is a viable resource for the future of sustainable agriculture, mainly because its application can significantly reduce the application of P and, consequently, reduce the exploitation of phosphorus and its reserves. In addition, new research must be conducted for the development of new technologies, prospecting new biological products, and improvement of management practices that allow for higher efficiency in the use of phosphorus in agriculture.
Cattleya milleri is a microendemic orchid of iron-rich rupestrian grasslands in the Brazilian savanna hotspot. It is under critical threat due to illegal collections and habitat destruction. As endophytic and mycorrhizal fungi have potential application during C. milleri propagation and conservation, we investigated its root fungal community. C. milleri roots were sampled in five natural sites and at a greenhouse. Fungal root endophytes were isolated for cultural characterization and molecular ITS (Internal Transcribed Spacer) identification. Total DNA was extracted from root endorhiza and rhizosphere to ITS amplification and sequencing. Sixteen fungal isolates were clustered in 6 Operational Taxonomic Units (OTUs), while endorhizal and rhizospheric sequences were clustered in 327 OTUs. Endorhiza richness (OTUs number) ranged from 25 to 89 OTUs, and rhizosphere presented 56 OTUs. Cluster analysis showed high divergence between natural and greenhouse environments, but a small distance among natural samples. Four phyla, 48 orders, 81 families, and 94 genera were annotated. The putative role of 134 OTUs was annotated, and 24 genera were endophytes, 2 mycorrhizas, 33 pathotrophs, 40 saprotrophs and 17 symbiotrophs. Three orders containing endophytes (Capnodiales, Hypocreales, and Pleosporales) and one containing mycorrhizae (Sebacinales) occurred in all sites. The mycorrhizae Tulasnella occurred in all natural samples. The presence of only two mycorrhizal taxa suggested the mycorrhizae may limit C. milleri distribution. However, many fungi can be recruited from the environment as non-mycorrhizal endophytes. Considering their abundance and role in orchid development, Pleosporales, Tulasnella, and Sebacinalles may be considered for C. milleri propagation and conservation.
Agriculture is a fundamental activity for human development. However, its sustainable practice is required to ensure the perpetuity of future resources. In this way, bacteria can benefit crops by making available nutrients and metabolites, mainly contributing to reducing the demand for chemical fertilizers. This study aimed to evaluate the biofertilizing capacity of Azospirillum brasilense, Bacillus megaterium, and Brevibacillus fluminis and their effects on improving the physiological and morphoanatomical properties of strawberry seedlings. In vitro tests were performed to evince their potential to supply nutrients (P and K) and produce siderophores and indole-acetic acid. In an inoculation experiment, these strains were inoculated in isolation and mixed in pairs and triples. This experiment was carried out in a greenhouse in a completely randomized design (CRD). The inoculated treatments were fertilized with 30% N and P demands; the uninoculated control received 30% and 100% of these demands. Leaf gas exchange, total chlorophylls, and crown diameter were evaluated during cultivation. After 138 days, leaf number, nutrient content, root length, root and shoot fresh and dry weight, and total seedlings were evaluated. The bacteria tested positive in all in vitro evaluations except for siderophore production. The strawberry responded positively to inoculation. The inoculation, either in isolation or in a mixture, improved stomatal conductance, leaf transpiration, internal CO2 concentration, leaf N and Mg contents, crown diameter, leaf area, and root elongation. We can conclude that the intermediation of microorganisms improves nutrient use efficiency and reduces the strawberry’s fertilizer demand by up to 70%, leading to plant development and yields comparable to complete fertilization.
Introdução: Os microrganismos desempenham funções fundamentais no desenvolvimento vegetal. Eles atuam como catalizadores na obtenção de nutrientes indispensáveis para o seu crescimento e indutores de respostas contra patógenos e estresses abióticos. É de comum acordo que a sustentabilidade se tornou uma obrigatoriedade para o desenvolvimento e integralização da sociedade, principalmente na agricultura que é uma atividade indispensável e que pode acarretar danos severos ao meio ambiente quando praticada inconsequentemente. A cultura do morango é um exemplo, o estado de Minas Gerais lidera a produção nacional com 2,8 mil ha cultivados e que essencialmente necessitam de alternativas ecologicamente viáveis para sua manutenção. Objetivo: Sendo assim, o presente trabalho foi elaborado com o objetivo de revisar a literatura e proporcionar um breve estudo de caso sobre as pesquisas acerca de microrganismos promotores de crescimento aplicados à cultura do morango, apontando quais vem sendo estudados e como podem contribuir para o desenvolvimento e produção. Material e Métodos: Foram realizadas buscas em diversas plataformas de pesquisa, o critério adotado foi o termo “strawberry inoculation” como palavra chave assim recorrendo a trabalhos relevantes que contemplassem o caráter descritivo e científico da aplicação de inóculos bacterianos e fúngicos em cultivares de morango. Resultados: Os trabalhos revisados evidenciaram o benefício que os microrganismos acarretam na obtenção de nutrientes como P, K, Ca e Fe, seja com sua acumulação no solo ou nos tecidos foliares (Bacillus sp.e Aspergillus sp.), também possibilitando na redução da adubação nitrogenada e incremento do tamanho e matéria seca da raiz (Azospirillum brasiliense). Respostas na indução de tolerância a seca são promovidas (Glomus mosseae), como também o biocontrole do fungo necrotrófico Botrytis cinerea (várias espécies de Bacillus sp.). Melhoras na qualidade dos frutos também são proporcionados como aumento de compostos flavonóides e fenólicos (Glomus intraradices) e o aumento dos açúcares, antocianinas, modulação do pH, ácido málico e compostos voláteis (Pseudomonas sp.+ Funneliformis mosseae, Septoglomus viscosum, Rhizophagus irregulares. Conclusão: Visto o atual advento na produção de inoculantes de natureza biológica este estudo expõe diversos trabalhos que podem contribuir como inspiração tecno científica para a elaboração de novas pesquisas e produtos, além de contribuir na disseminação de conhecimentos sobre microbiologia e sustentabilidade agrícola.
A agricultura é uma atividade fundamental a vida. Todavia, a demanda agrícola para os próximos anos é muito grande, sendo estimado a necessidade de aumento de cerca de 60% da capacidade produtiva.Entretanto, o desenvolvimento agrícola muitas vezes ameaça à integridade ambiental, principalmente a aplicação indiscriminada de agroquímicos. Este trabalho objetiva elucidar e demonstrar a aplicação de microrganismos fixadores de nitrogênio como vetores de uma agricultura sustentável. Assim, foi realizada uma revisão literária dos assuntos correlacionados em diferentes plataformas de pesquisa.Os microrganismos envolvidos na fixação biológica de nitrogênio são conhecidos como diazotróficos, eles contribuem com cerca de 64% do nitrogênio fixado em escala global e assimilado pelas plantas por ser um macronutriente indispensável. Pesquisas recentes demonstram a significância deles no desenvolvimento de culturas como soja, feijão e trigo. Existe também um fomento nacional na elaboração de bionsumos, o que junto as perspectivas do mercado apontam um futuro ecologicamente sustentável. PALAVRAS-CHAVE:Bioinsumos. Diazotróficos. Desenvolvimento sustentável.ÁREA TEMÁTICA: Biotecnologia. INTRODUÇÃOA agricultura é uma atividade fundamental a vida, entretanto, muitas vezes a aplicação de defensivos agrícolas é realizada de maneira indiscriminada. Isto implica em impactos severos nas condições ecossistêmicas, principalmente no solo e água, para a biota natural e até para a saúde do trabalhador e consumidor (PIGNATI, 2018).Recentemente microrganismos promotores de crescimento têm sido utilizados como vetores do desenvolvimento sustentável com a fabricação de bioinsumos. Existem microrganismos conhecidos como diazotróficos que são capazes de fixar o nitrogênio atmosférico e disponibilizá-los as plantas a partir da enzima nitrogenase (PATIL et al., 2017). Diversas culturas agrícolas sobretudo de leguminosas utilizam destes microrganismos uma vez que demonstram um potencial interessante
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