Abstract Bacterial endophytes are considered to have a beneficial effect on host plants, improving their growth by different mechanisms. The objective of this study was to investigate the capacity of four endophytic Bacillus strains to solubilize iron phosphate (Fe-P), produce siderophores and indole-acetic acid (IAA) in vitro, and to evaluate their plant growth promotion ability in greenhouse conditions by inoculation into pearl millet cultivated in a P-deficient soils without P fertilization, with Araxá rock phosphate or soluble triple superphosphate. All strains solubilized Fe-P and three of them produced carboxylate-type siderophores and high levels of IAA in the presence of tryptophan. Positive effect of inoculation of some of these strains on shoot and root dry weight and the N P K content of plants cultivated in soil with no P fertilization might result from the synergistic combination of multiple plant growth promoting (PGP) traits. Specifically, while B1923 enhanced shoot and root dry weight and root N P content of plants cultivated with no P added, B2084 and B2088 strains showed positive performance on biomass production and accumulation of N P K in the shoot, indicating that they have higher potential to be microbial biofertilizer candidates for commercial applications in the absence of fertilization.

RESUMO: Cratylia argentea é uma leguminosa arbustiva nativa do cerrado, com alto potencial para produção de forragem e recuperação de áreas degradadas. Este trabalho teve como objetivo isolar, caracterizar e selecionar estirpes de rizóbios eficientes na simbiose com C. argentea . As bactérias foram isoladas de nódulos de plantas com 12 meses de idade, cultivadas em solo de cerrado, em vasos. Foram obtidas 25 estirpes, que apresentaram alta variabilidade em relação às características morfológicas e simbióticas. Sementes de C. argentea foram plantadas em potes contendo 5kg de solo de cerrado, e mantidos em casa de vegetação. Os tratamentos consistiram em 25 isolados, controle (sem N e sem inoculação) e adubação nitrogenada (5mgN·planta-1·semana-1), em quatro repetições. As plantas foram colhidas 150 dias após o plantio para avaliar o número e a massa seca de nódulos, a massa seca e concentração de nitrogênio da parte área e das raízes. Foram calculadas as eficiências relativas e simbióticas. Treze estirpes se destacaram quanto ao acúmulo de massa seca (até 65,8%) e acúmulo de nitrogênio (até 76%), da parte aérea, em relação ao tratamento controle. Dentre estas, as estirpes 4 e 22 apresentaram maiores eficiências simbióticas (em torno de 20%). Portanto, estas estirpes apresentaram potencial para formulação de inoculantes, visando otimizar o processo simbiótico rizóbio- Cratylia e a incorporação de biomassa e nutrientes em sistema produtivos no cerrado.

ABSTRACT: Cratylia argentea is a leguminous shrub native to the cerrado, which has great potential for forage production and recovery of degraded areas. This study aimed to isolate, characterize, and select efficient rhizobial strains in symbiosis with Cratylia argentea . Rhizobacteria were isolated from the nodules of 12-month-old plants and cultivated in pots containing cerrado soil. Twenty-five bacterial strains were obtained, which displayed extensive variability with respect to morphological and symbiotic characteristics. Cratylia argentea seeds were planted in pots containing 5kg of cerrado soil and maintained in the greenhouse. The treatments consisted of 25 rhizobial isolates, two controls (without nitrogen and without inoculation), with or without nitrogen fertilization (5mgN·plant-1·week-1), and four replications. Plants were cultivated for 150 days after planting seeds to evaluate nodule number, nodule dry weight, shoot and root dry weight, shoot and root N content, and relative and symbiotic efficiency. Thirteen isolates improved shoot dry weight (up to 65.8%) and shoot nitrogen concentration (up to 76%) compared with those of control treatments. Two isolates, 4 (CR42) and 22 (CR52), conferred higher symbiotic efficiency values of approximately 20%. Therefore, these two rhizobial isolates displayed the highest potential as beneficial inoculants to optimize the symbiotic efficiency for Cratylia and to increase the incorporation of nutrients and biomass into the productive system in the cerrado.

O objetivo deste trabalho foi avaliar a diversidade funcional e genética de bactérias associadas à rizosfera de genótipos de milho contrastantes quanto à eficiência de uso de fósforo, por meio do teste de fontes de carbono no sistema EcoPlate e da eletroforese em gel de gradiente desnaturante (DGGE) dos fragmentos amplificados dos genes 16S ribossomais (rDNA) das bactérias. Foram coletadas amostras de solo da rizosfera de linhagens e híbridos contrastantes quanto à eficiência de uso de fósforo, cultivados em Latossolo Vermelho-Escuro fase cerrado, com baixo e alto teor de P. Bactérias da rizosfera de híbridos e linhagens eficientes, sob estresse de P, analisadas pelo sistema EcoPlate, tenderam a se agrupar conforme a análise de componentes principais, o que indica que utilizaram fontes de carbono semelhantes. Não houve diferença na diversidade bacteriana, analisada pela DGGE, entre bactérias associadas a genótipos eficientes e ineficientes no uso de P. Com base no sequenciamento do 16S rDNA, foi verificado que a rizosfera de genótipos de milho sob estresse de P parece selecionar grupos específicos de bactérias. A estrutura populacional genética e metabólica de bactérias da rizosfera foi mais influenciada pelo teor de fósforo no solo do que pela eficiência das plantas em usar o fósforo.

The objective of this work was to evaluate the functional and genetic diversity of bacteria associated to the rhizosphere of maize genotypes contrasting for phosphorus use efficiency by means of the EcoPlate carbon source test and denaturing gradient gel electrophoresis (DGGE) of amplified 16S ribosomal DNA (rDNA) fragments of bacteria. Rhizosphere soil samples of maize genotypes (hybrids and lineages) contrasting for phosphorus use efficiency cultivated in an Oxisol with high and low P content were collected. Bacteria from the rhizosphere of P-efficient maize genotypes under P stress conditions analyzed by the EcoPlate system tended to group together according to main components analysis, which indicates that these bacteria used similar carbon sources. Microbial diversity analyzed by DGGE did not differ between P-efficient and inefficient maize genotypes. Based on the 16S rDNA fragment sequencing, the rhizosphere of maize genotypes growing on low-P soils seemed to select specific bacteria species. The genetic and metabolic structure of the rhizosphere bacterial community was more strongly influenced by the level of P in the soil than by the genotypes with contrasting P-use efficiency.

Pastagens tropicais sobre solos de várzea são geralmente subutilizadas. A serrapilheira de leguminosas forrageiras pode ser usada para a recuperação destas pastagens. O objetivo deste trabalho foi estudar a dinâmica de decomposição de Arachis pintoi (arachis), Hyparrhenia rufa (capim jaraguá) e da mistura destas espécies, em solo de várzea. Estes tratamentos foram analisados em três áreas: monocultivo da gramínea; monocultivo da leguminosa e no consórcio entre as espécies durante as estações seca e chuvosa. Sacos de decomposição contendo a serrapilheira da leguminosa ou da mistura das espécies foram incubados para estimar a taxa de decomposição e colonização microbiana. A taxa de decomposição e o tempo de meia-vida (T1/2) foram estimados por um modelo exponencial, e o número de microrganismos foi determinado por meio de diluição em placas em meios específicos. A liberação de nutrientes, a taxa de decomposição, e o número de microrganismos, especialmente bactérias, aumentaram quando arachis foi adicionado ao capim jaraguá, com influência da relação favorável de lignina/N e C/N do resto desta cultura. Quando arachis foi incubado em parcelas de monocultivo da gramínea, 50% do total de N e P foi liberado em 135 dias na estação seca e em 20 dias na estação chuvosa. Estes resultados indicam que A. pintoi tem um grande potencial para ciclagem de nutrientes e pode ser uma estratégia na recuperação de áreas degradadas.

Tropical grasslands under lowland soils are generally underutilized and the litter of forage legumes may be used to recover these degraded pastures. The objective of this work was to study the dynamics of litter decomposition of Arachis pintoi (pinto peanut), Hyparrhenia rufa (thatching grass) and a mixture of both species in a lowland soil. These treatments were analyzed in three areas: grass monoculture, legume monoculture and legume intercropped with the grass during the dry and wet seasons. Litter bags containing the legume, grass or a mixture of both species were incubated to estimate the decomposition rate and microorganism colonization. Decomposition constants (K) and litter half-lives (T1/2) were estimated by an exponential model whereas number of microorganisms in specific media were determined by plate dilution. The decomposition rate, release of nutrients and microorganisms number, especially bacteria, increased when pinto peanut was added to thatching grass, influenced by favorable lignin/N and C/N ratios in legume litter. When pinto peanut litter was incubated in the grass plots, 50% N and P was released within about 135 days in the dry season and in the wet season, the equivalent release occurred within 20 days. These results indicate that A. pintoi has a great potential for nutrient recycling via litter and can be used to recover degraded areas.