Phosphate solubilizing microorganisms in organomineral fertilizers to increase the productivity of Vigna unguiculata (L.) Walp.

Authors

  • Matheus Vinicius Abadia Ventura Goiano Federal Institute, IF Goiano, Rio Verde, Goias, Brazil
  • Estevam Matheus Costa Associated Research Group of Southwest Goiano, GAPES, Rio Verde, Goias, Brazil
  • Leandro Spíndola Pereira Goiano Institute of Agriculture, IGA, Montividiu, Goias, Brazil
  • Rodrigo Braghiroli Goiano Federal Institute, IF Goiano, Rio Verde, Goias, Brazil
  • Hellen Regina Fernandes Batista-Ventura Goiano Federal Institute, IF Goiano, Rio Verde, Goias, Brazil
  • Edson Luiz Souchie Goiano Federal Institute, IF Goiano, Rio Verde, Goias, Brazil

DOI:

https://doi.org/10.14295/bjs.v2i12.379

Keywords:

phosphate nutrition, cowpea, biological phosphate solubilization

Abstract

This work aimed to evaluate the interaction between P-solubilizing microorganisms and organomineral fertilizers in order to increase the cowpea nutrition and yield under field conditions. One field trial was carried out in a randomized complete block design arranged in subdivided plots (7 x 3) with four replicates. The organominerals (poultry litter, swine manure, filter cake and soot from chimneys) as well as triple superphosphate (TSP) with and without sulfur and the control treatment (no fertilizer addition), were considered the primary factor. The secondary factor was constituted by inoculation of Bradyrhizobium sp. SEMIA 6462 (Simbiose Nod Caupi®), one P-solubilizing bacteria (MBSF2) as well as no inoculation treatment. The MBSF2 inoculation combined to the soot organomineral increased the shoot length at 50 DAE. The stem diameter, shoot and root dry matter at 50 DAE were increased by Bradyrhizobium spp. inoculation and poultry litter. Also, the stem diameter was increased using filter cake organomineral and both inoculants. The nodules number was also increased by use of that organomineral combined to Bradyrhizobium spp.

References

Almeida, J. C. (2017). Fixação biológica do nitrogênio (FBN) por Bradyrhizobium na soja (Glycine max L.). Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Agronomia) - Faculdade de Ciências Agrárias e Exatas de Primavera do Leste, Primavera do Leste.

Andrade, F. N. (2010). Avaliação e seleção de linhagens de tegumento e cotilédones verdes para o mercado de feijão-caupi verde. Dissertação (Programa de Pós-Graduação em Agronomia) - Universidade Federal do Piauí, Teresina.

Azziz, G., Bajsa, N., Haghjou, T., Taulé, C., Valverde, Á., Igual, J. M., Arias, A. (2012). Abundance, diversity and prospecting of culturable phosphate solubilizing bacteria on soils under crop–pasture rotations in a no-tillage regime in Uruguay. Applied Soil Ecology, 61(1), 320-326. https://doi.org/10.1016/j.apsoil.2011.10.004 DOI: https://doi.org/10.1016/j.apsoil.2011.10.004

Belai, H. T., Ramos, F. T., Maia, J. C. S. (2013). Alterações físico-químicas em um neossolo quartzarênico órtico pela aplicação de subprodutos de indústria sucroalcooleira. Global Science and Technology, 6(2), 82-94. DOI: https://doi.org/10.14688/1984-3801.v06n02a10

Bolle, S., Gebremikael, M. T., Maervoet, V., Neve, S. (2013). Performance of phosphate-solubilizing bacteria in soil under high phosphorus conditions. Biology and Fertility of Soils, 49(6), 705-714. https://doi.org/10.1007/s00374-012-0759-1 DOI: https://doi.org/10.1007/s00374-012-0759-1

Branco, S. M., Murgel, P. H., Cavinatto, V. M. (2001). Compostagem: solubilização biológica de rocha fosfática na produção de fertilizante organomineral. Revista de Engenharia Sanitária e Ambiental, 6(3), 115-122.

Braz, A. J. B. P., Silveira, P. M., Kliemann, H. J., Zimmermann, J. P. (2004). Acumulação de nutrientes em folhas de milheto e dos capins braquiária e mombaça. Pesquisa Agropecária Tropical, 34, 83-87.

Bulluck, L. R., Brosius, M. G., Evanylo, K., Ristaino, J. B. (2002). Organic and synthetic fertility amendments influence soil microbial, physical and chemical properties on organic and conventional farms. Applied Soil Ecology, 19(2), 147- 160. https://doi.org/10.1016/S0929-1393(01)00187-1 DOI: https://doi.org/10.1016/S0929-1393(01)00187-1

Cardoso, A. A. (2017). Fertilizantes organominerais granulados na produção de mudas de espécies florestais em dois tipos de tubetes. Tese (Programa de Pós- Graduação em Agronomia) - Universidade Federal de Goiás, Goiânia.

Chaiharn, M., Lumyong, S. (2011). Screening and optimization of indole-3-acetic acid production and phosphate solubilization from rhizobacteria aimed at improving plant growth. Current Microbiology, 62(1), 173-181. https://doi.org/10.1007/s00284-010-9674-6 DOI: https://doi.org/10.1007/s00284-010-9674-6

Ciotta, M. N., Bayer, C., Fontoura, S. M. V., Ernani, P. R., Albuquerque, J. A. (2003). Matéria orgânica e aumento da capacidade de troca de cátions em solos com argila de atividade baixa sob plantio direto. Ciência Rural, 33(6), 1161-1164. https://doi.org/10.1590/S0103-84782003000600026 DOI: https://doi.org/10.1590/S0103-84782003000600026

Dalchiavon, F. C., Rodrigues, A. R., Lima, E. S., Lovera, L. H., Montanari, R. (2017). Variabilidade espacial de atributos químicos do solo cultivado com soja sob plantio direto. Revista de Ciências Agroveterinárias, 16(2), 144-154. https://doi.org/10.5965/223811711622017144 DOI: https://doi.org/10.5965/223811711622017144

Eira, A. F. (1992). Solubilização microbiana de fosfatos. In: Cardoso, E. J., Tsai, S. M., Neves, M. C. P. Microbiologia do Solo. Campinas: Sociedade Brasileira de Ciência do Solo, 243-256.

Embrapa. (2019). Agência Embrapa de Informação Tecnológica. Adubação - residuos alternativos. Brasilia: Embrapa. Disponível em: http://www.agencia.cnptia.embrapa.br/gestor/cana-de-acucar/arvore/CONTAG01_39_711200516717.html. Acesso em 02 jan. 2019.

Ferreira, E. G., Melém Júnior, N. J., Brito, O. R. (2009). Biomassa microbiana do solo e produtividade do feijão submetido a diferentes tipos de adubação. In: XVIII EAIC - Encontro Anual de Iniciação Cientifica, 18., 2009, Londrina. Resumos... Londrina: UEL.

Galbiatti, J. A., Silva, F. G. D., Franco, C. F., Caramelo, A. D. (2011). Desenvolvimento do feijoeiro sob o uso de biofertilizante e adubação mineral. Engenharia Agrícola, 31(1), 167-177. https://doi.org/10.1590/S0100-69162011000100017 DOI: https://doi.org/10.1590/S0100-69162011000100017

Gassi, R. P., Zárate, N. A. H., Vieira, M. D. C., Scalon, S. D. P. Q., Mattos, J. K. D. A. (2009). Doses of phosphorus and chicken manure on burdock yield. Ciência e Agrotecnologia, 33(3), 692-697. https://doi.org/10.1590/S1413-70542009000300005 DOI: https://doi.org/10.1590/S1413-70542009000300005

González, L. C., Prado, R. M., Hernández, A. R., Assis, L., Caione, G., Moda, L. R., Selva, E. P., Almeida, H. J. (2013). Efecto de la torta del filtro enriquecida con fosfato natural y microorganismos en el suelo y planta en un suelo oxisol. Centro Agrícola, 40(2), 31-37.

González, L. C., Prado, R. D. M., Hernández, A. R., Caione, G., Selva, E. P. (2014). Use of filter cake enriched with rock phosphate and biofertilizers in a Haplustox soil. Pesquisa Agropecuária Tropical, 44(2), 135-141. https://doi.org/10.1590/S1983-40632014000200001 DOI: https://doi.org/10.1590/S1983-40632014000200001

Hara, F. A. dos S., Oliveira, L. A. (2007). Características fisiológicas e ecológicas de isolados de rizóbios oriundos de solos ácidos e álicos de Presidente Figueiredo, Amazonas. Acta Amazonica, 34, 343-357. https://doi.org/10.34117/bjdv5n12-017 DOI: https://doi.org/10.1590/S0044-59672004000300002

José Neto, C. A. (2013). Micro-organismos solubilizadores de fosfato e resíduos agroindustriais na cultura do milheto. Dissertação (Programa de Pós- Graduação em Ciências Agrárias - Agronomia). Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Goiano – Campus Rio Verde, Rio Verde.

Junior, E. B. P., Oliveira, F. H. T., Oliveira, F. T., Silva, G. F., Hafle, O. M., Cruz Silva, A. R. (2015). Adubação nitrogenada e fosfatada na cultura do feijão-caupi irrigado no município de Sousa–PB. Global Science and Technology, 8(1), 110-121. http://doi.org/10.14688/1984-3801/gst.v8n1p110-121 DOI: https://doi.org/10.14688/1984-3801/gst.v8n1p110-121

Khan, M. S., Zaidi, A., Wani, P. A. (2007). Role of phosphate-solubilizing microorganisms in sustainable agriculture - a review. Agronomy for Sustainable Development, 27(1), 29-43. https://doi.org/10.1007/978-90-481-2666-8_34 DOI: https://doi.org/10.1051/agro:2006011

Kiehl, E. J. (2013). Fertilizantes Organominerais. 5 ed, Editora Degaspari, Piracicaba.

Magalhães, I. D. P. B., Sediyama, M. A. N., Silva, F. D. B., Vidigal, S. M., Pinto, C. L. O., Lopes, I. P. C. (2017). Produtividade e exportação de nutrientes em feijão-vagem adubado com esterco de galinha. Revista Ceres, 64(1), 98-107. https://doi.org/10.1590/0034-737X201764010014 DOI: https://doi.org/10.1590/0034-737x201764010014

Martins, D. C., Resende, Á. V., Galvão, J. C. C., Simão, E. D. P., Ferreira, J. P. D. C., Almeida, G. D. O. (2017). Organomineral Phosphorus Fertilization in the Production of Corn, Soybean and Bean Cultivated in Succession. American Journal of Plant Sciences, 8(10), 2407-2421. https://doi.org/10.4236/ajps.2017.810163 DOI: https://doi.org/10.4236/ajps.2017.810163

Massenssini, A. M., Tótola, M. R., Borges, A. C., Costa, M. D. (2016). Isolamento e caracterização de bactérias solubilizadoras de fosfato da rizosfera de Eucalyptus sp. Revista Árvore, 40(1), 125-134. https://doi.org/10.1590/0100-67622016000100014 DOI: https://doi.org/10.1590/0100-67622016000100014

Melo, S. R., Zilli, J. É. (2010). Fixação biológica de nitrogênio em cultivares de feijão-caupi recomendadas para o Estado de Roraima. Pesquisa Agropecuária Brasileira, 44(9), 1177-1183. https://doi.org/10.1590/S0100-204X2009000900016 DOI: https://doi.org/10.1590/S0100-204X2009000900016

Melo, F. B., Bastos, E. A., Cardoso, M. J., Ribeiro, V. Q. (2017). Resposta do feijão-caupi à aplicação de fósforo e zinco. Revista Caatinga, 31(1), 240-245. DOI: https://doi.org/10.1590/1983-21252018v31n128rc

Miransari, M. (2011). Interactions between arbuscular mycorrhizal fungi and soil bacteria. Applied Microbiology and Biotechnology, 89(4), 917-930. https://doi.org/10.1007/s00253-010-3004-6 DOI: https://doi.org/10.1007/s00253-010-3004-6

Nakayama, F. T., Pinheiro, G. A. S., Zerbini, E. F. (2013). Eficiência do fertilizante organomineral na produtividade do feijoeiro (Phaseolus vulgaris L.) em sistema de semeadura direta. Periódico Eletrônico Fórum Ambiental da Alta Paulista, 9(7), 122-138. DOI: https://doi.org/10.17271/19800827972013551

Novais, R. F., Smyth, T. J. (1999). Fósforo em solo e planta em condições tropicais. Viçosa, MG: UFV, 399p.

Oliveira, J. J. F., Sousa, R. F., Carneiro, R. F. V., Fonseca, J. M. (2013). Crescimento inicial de plantas de leucena frente à inoculação micorrízica e adubação orgânica. Revista Brasileira de Agroecologia, 8(3), 212-220.

Oliveira, R. L., Quaresma, C. C. F., Castro, H. G. C., Lima, J. M. P., Moura, M. F. V. (2015). Determinação de umidade, cinzas e fósforo em quatro variedades de feijão-caupi. Revista Química: Ciência, Tecnologia e Sociedade, 4(2), 24-32. https://doi.org/10.5151/chenpro-5erq-qan6 DOI: https://doi.org/10.5151/chenpro-5erq-qan6

Oliveira, D. P., Camargo, R., Lemes, E. M., Lana, R. M. Q., Matos, A. L. I. A., Magela, M. L. M. (2017). Organic matter sources in the composition of pelletized organomineral fertilizers used in sorghum crops. African Journal of Agricultural Research, 12(32), 2574-2581. http://doi.org/10.5897/AJAR2016.11476 DOI: https://doi.org/10.5897/AJAR2016.11476

Oliveira-Longatti, S. M., Marra, L. M., Soares, B. L., Bomfeti, C. A., Silva, K., Ferreira, P. A. A., Moreira, F. M. S. (2014). Bacteria isolated from soils of the western Amazon and from rehabilitated bauxite-mining areas have potential as plant growth promoters. World Journal of Microbiology and Biotechnology, 30(4), 1239-1250. https://doi.org/10.1007/s11274-013-1547-2 DOI: https://doi.org/10.1007/s11274-013-1547-2

Royo, J. (2010). Fertilizante proveniente da mistura de composto orgânico e fontes minerais mantém a mesma produtividade dos adubos comerciais. Disponível em: http://www.diadecampo.com.br/zpublisher/materias/Materia.asp?id=21891&secao=Agr otemas. Acesso em: 18 jan.

Rumjanek, N. G., Martins, L. M. V., Xavier, G. R., Neves, M. C. P. Fixação biológica de nitrogênio. In: Freire Filho, F. R., Lima, J. A. A., Silva, P. H. S., Ribeiro, V. Q. (Ed.) (2005). Feijão-caupi: avanços tecnológicos. Brasília: Embrapa Informação Tecnológica, 279-335.

Sá, F. V. D. S., Ferreira Neto, M., Lima, Y. B. D., Paiva, E. P. D., Gheyi, H. R., Dias, N. D. S. (2017). Initial development of cowpea plants under salt stress and phosphate fertilization. Revista Ambiente e Água, 12(3), 405-415. https://doi.org/10.4136/ambi-agua.2070 DOI: https://doi.org/10.4136/ambi-agua.2070

Sampaio, L. S., Brasil, E. C. (2009). Exigência nutricional do feijão-caupi. In: Congresso Nacional de Feijão-caupi, 2, 2009, Belém. Anais... Belém: Embrapa Amazônia Oriental, 56-72, 1 CD-ROM.

Santos, D. R., Gatiboni, L. C., Kaminski, J. (2008). Fatores que afetam a disponibilidade do fósforo e o manejo da adubação fosfatada em solos sob sistema plantio direto. Ciência Rural, 38(2), 576-586. https://doi.org/10.1590/S0103-84782008000200049 DOI: https://doi.org/10.1590/S0103-84782008000200049

Severino, L. S., Costa, F. X., Beltrão, N. E. D. M., Lucena, A. M. A., Guimarães, M. M. (2004). Mineralização da torta de mamona, esterco bovino e bagaço de cana estimada pela respiração microbiana. Revista de Biologia e Ciências da Terra, 5(1), 1-6.

Silva, F. C. (2009). Manual de análises químicas de solos, plantas e fertilizantes. 2. ed. Brasília-DF: Embrapa Informação Tecnológica, Rio de Janeiro-RJ: Embrapa Solos.

Silva, E. F. L., Araújo, A. S. F., Santos, V. B., Nunes, L. A. P. L., Carneiro, R. F. V. (2010). Fixação biológica do N2 em feijão-caupi sob diferentes doses e fontes de fósforo solúvel. Bioscience Journal, 26(3), 394-402.

Silva, A. C., Cavalcante, A. C. P., Cavalcante, A. G., Neto, M. A. D. (2016). Bactérias fixadoras de nitrogênio e substratos orgânicos no crescimento e índices clorofiláticos de amendoim. Agropecuária Técnica, 37(1), 1-8.

Silva, J. A. N., Ceccon, G., Rocha, E. C., Souza, C. M. A. (2017). Produtividade de feijão-caupi e braquiária com inoculação nas sementes, em cultivo solteiro e consorciado. Agrarian, 9(31), p. 44-46.

Sousa, W. S., Nóbrega, R. S. A., Nóbrega, J. C. A., Brito, D. R. S., Moreira, F. M. S. (2013). Fontes de nitrogênio e caule decomposto de Mauritia flexuosa na nodulação e crescimento de Enterolobium contortsiliquum. Revista Árvore, 37(5), 969-979. https://doi.org/10.1590/S0100-67622013000500019 DOI: https://doi.org/10.1590/S0100-67622013000500019

Sousa, W. N., Brito, N. F., Santos, F. C., Barros, I. B., De Sousa, J. T. R., Freitas Sia, E.; Reis, I. M. S. (2018). Resposta do feijão-caupi à inoculação de Bradyrhizobium japonicum, adubação nitrogenada e nitrogênio do solo. Revista Agroecossistemas, 10(2), 298-308. https://doi.org/10.18542/ragros.v10i2.5167 DOI: https://doi.org/10.18542/ragros.v10i2.5167

Stamford, N. P., Moura, A. M. M. F., Santos, K. S., Santos, P. R. (2004). Effect of Acidithiobacillus on solubilization of natural phosphate in a coastal tableland soil under yam bean (Pachyrhizus erosus) crop. Revista Brasileira de Ciência do Solo, 28(1), 75-83. https://doi.org/10.1590/S0100-06832004000100008 DOI: https://doi.org/10.1590/S0100-06832004000100008

Taktek, S., Trépanier, M., Servin, P. M., St-Arnaud, M., Piché, Y., Fortin, J. A., Antoun, H. (2015). Trapping of phosphate solubilizing bacteria on hyphae of the arbuscular mycorrhizal fungus Rhizophagus irregularis DAOM 197198. Soil Biology and Biochemistry, 90(1), 1-9. https://doi.org/10.1016/j.soilbio.2015.07.016 DOI: https://doi.org/10.1016/j.soilbio.2015.07.016

Vieira, C. R., Maas, K. D. B., Weber, O. L. S. (2012). Influência do substrato orgânico no desenvolvimento inicial de Combretum imberbe. In: III Congresso Brasileiro de Gestão Ambiental, 19 a 22/11/2012. Anais... Goiânia: IBEAS – Instituto Brasileiro de Estudos Ambientais, 1-5.

Zaidi, A., Khan, M., Ahemad, M., Oves, M. (2009). Plant growth promotion by phosphate solubilizing bacteria. Acta Microbiologica et Immunologica Hungarica, 56(3), 263-284. https://doi.org/10.1556/amicr.56.2009.3.6 DOI: https://doi.org/10.1556/AMicr.56.2009.3.6

Zaidi, A., Khan, M. S., Rizvi, A., Saif, S., Ahmad, B., Shahid, M. (2017). Role of phosphate-solubilizing bacteria in legume improvement. In: Microbes for Legume Improvement. Springer, Cham, 175-197. https://doi.org/10.1007/978-3-319-59174-2_8 DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-319-59174-2_8

Zhang, W. T., Yang, J. K., Yuan, T. Y., Zhou, J. C. (2007). Genetic diversity and phylogeny of indigenous rhizobia from cowpea [Vigna unguiculata (L.) Walp.]. Biology and Fertility of Soils, 44, 201-210. https://doi.org/10.1007/s00374-007-0196-8 DOI: https://doi.org/10.1007/s00374-007-0196-8

Published

2023-12-01

How to Cite

Ventura, M. V. A., Costa, E. M., Pereira, L. S., Braghiroli, R., Batista-Ventura, H. R. F., & Souchie, E. L. (2023). Phosphate solubilizing microorganisms in organomineral fertilizers to increase the productivity of Vigna unguiculata (L.) Walp. Brazilian Journal of Science, 2(12), 26–37. https://doi.org/10.14295/bjs.v2i12.379

Issue

Section

Agrarian and Biological Sciences