RESUMO O objetivo desse trabalho foi avaliar o efeito da inoculação de fungos micorrízicos arbusculares (FMA) no crescimento, colonização micorrízica e absorção de P e elementos-traço em leguminosas arbóreas expostas a rejeito de mineração de carvão. Ensaios independentes para as leguminosas Mimosa scabrella Benth. (bracatinga), Mimosa bimucronata (DC.) Kuntze (maricá) e Parapiptadenia rigida (Benth.) Brenan (angico-vermelho) foram conduzidos em casa de vegetação em delineamento inteiramente casualizado com seis tratamentos. Foram avaliados cinco isolados de FMA autóctones de áreas de mineração (Acaulospora colombiana, Acaulospora morrowiae, Dentiscutata heterogama, Rhizophagus clarus e Rhizophagus irregularis), além de um tratamento controle não inoculado, com quatro repetições. Verificou-se que a colonização micorrízica foi superior a 60% para a bracatinga e o maricá, enquanto que, para o angico-vermelho, foi de no máximo 26%. De maneira geral, a inoculação de FMA favoreceu o crescimento das leguminosas arbóreas, atingindo incrementos de até 1430%. A absorção de fósforo foi beneficiada principalmente pela inoculação de A. colombiana, R. irregularis e A. morrowiae. Apesar de se verificar redução nos teores de elementos-traço na parte aérea das plantas, a inoculação de FMA ocasionou incrementos significativos no acúmulo de As, Cu, Zn e Cr para todas as leguminosas avaliadas. Desta forma, os FMA desempenham papel importante para o crescimento de espécies arbóreas em áreas de mineração de carvão, as quais apresentam ambientes pobres, degradados e muitas vezes contaminados.

ABSTRACT The objective of this work was to evaluate the effects of arbuscular mycorrhizal inoculation in the growth, colonization and absorption of P and trace elements of leguminous trees on coal mine wastes. Independent assays for Mimosa scabrella Benth. (common name bracatinga), Mimosa bimucronata (DC.) Kuntze (maricá) and Parapiptadenia rigida (Benth.) Brenan (angico-vermelho) were carried out in a greenhouse on an entirely casualized experimental delineation composed of six treatments. Five coal mine autochthonous arbuscular mycorrhizal fungal isolates were tested, including Acaulospora colombiana, Acaulospora morrowiae, Dentiscutata heterogama, Rhizophagus clarus and Rhizophagus irregulars, aside from a control treatment, with four replications each. Results show that arbuscular mycorrhizal colonization was greater than 60% for Mimosa species, and up to 26% for Parapiptadenia. Overall, the fungal inoculation promoted better plant growth, with increments of up to 1430%. Phosphorous absorption was favored, especially when inoculation was done with A. colombiana, R. irregularis and A. morrowiae. Even though there was a conclusive reduction in the levels of trace elements in the plant´s shoots, the inoculation with those species of fungi promoted significant increments in the accumulated levels of As, Cu, Zn and Cr for all plant species tested. Therefore, arbuscular mycorrhizal fungi play important roles in these poor, degraded and often contaminated environments.

ABSTRACT An alternative for recovery of areas degraded by coal mining is revegetation with rapidly growing leguminous trees, which often do not establish in low fertility soils. The objective of this study was to evaluate the efficiency of native rhizobia isolated from coal mining areas in the nodulation and growth of leguminous trees. We isolated 19 strains of rhizobia from a degraded soil near Criciúma, SC, Brazil, and evaluated the nodulation and growth-promoting capacity of the inoculated isolates for bracatinga (Mimosa scabrella), maricá (M. bimucronata) and angico-vermelho (Parapiptadenia rigida). Isolates UFSC-B2, B6, B8, B9, B11 and B16 were able to nodulate bracatinga, providing average increases of 165 % in shoot dry matter, with a significant contribution to N accumulation. Isolates UFSC-B5, B12, and M8 favored nodulation and growth of maricá, especially isolate UFSC-B12, which promoted increases of 370 % in N accumulation compared to treatment with N fertilizer. All strains were inefficient in promoting growth and N uptake by angico-vermelho. In conclusion, isolation and use of selected rhizobia for bracatinga and maricá plant inoculation can contribute to the growth and accumulation of N, with prospects for use in programs for revegetation of degraded soils in coal mining areas.

RESUMO A utilização dos fungos ectomicorrízicos (FEM) em eucalipto pode melhorar a adaptação das mudas no campo e permitir um uso mais eficiente de fertilizantes. A eficiência de doses de inoculante de FEM em promover a colonização ectomicorrízica, o crescimento, a absorção de nutrientes e a qualidade de mudas clonais de Eucalyptus urophylla foi avaliada em condições de viveiro comercial. Para os tratamentos com doses de inoculante, a adubação de substrato de produção das mudas foi reduzida em 50 %. O experimento foi realizado em delineamento inteiramente casualizado em esquema fatorial 4 × 4, sendo: as doses 0 (controle), 5, 10 e 15 esferas de gel de alginato de cálcio contendo micélio vegetativo de Amanita muscaria, Elaphomyces antracinus, Pisolithus microcarpus e Scleroderma areolatum, mais um tratamento não inoculado sem redução da fertilização de substrato (Comercial). Os FEM aumentaram o crescimento, a colonização e a absorção de N e K de forma igual. O melhor crescimento e colonização foram observados na maior dose de inoculante; e os maiores teores e conteúdos de P, N e K, na dose de 10 esferas. A inoculação das mudas clonais com Amanita muscaria, Elaphomyces anthracinus e Scleroderma areolatum aumenta de forma diferenciada os teores e conteúdos de P. O índice de qualidade de Dickson não foi influenciado pelos fungos e nem pelas doses de inóculo. As mudas clonais de eucalipto inoculadas pelos FEM e crescidas com a metade da adubação de substrato apresentaram teores e conteúdos de P e N e teor de K maiores ou iguais àquelas do Comercial e qualidade suficiente para o transplantio aos 90 dias.

ABSTRACT Ectomycorrhizal fungi (EMF) may improve the adaptation of eucalypts saplings to field conditions and allow more efficient fertilizer use. The effectiveness of EMF inoculum application in promoting fungal colonization, plant growth, nutrient uptake, and the quality of rooted cuttings was evaluated forEucalyptus urophylla under commercial nursery conditions. For inoculated treatments, fertilization of the sapling substrate was reduced by 50 %. The experiment was carried out in a completely randomized design in a 4 × 4 factorial arrangement, wherein the factors were inoculum application rates of 0 (control), 5, 10, and 15 gel beads of calcium alginate containing the vegetative mycelium of Amanita muscaria, Elaphomyces antracinus, Pisolithus microcarpus, andScleroderma areolatum, plus a non-inoculated treatment without fertilization reduction in the substrate (commercial). Ectomycorrhizal fungi increased plant growth and fungal colonization as well as N and K uptake evenly. The best plant growth and fungal colonization were observed for the highest application rate. The greatest growth and fungal colonization and contents of P, N, and K were observed at the 10-bead rate. Plant inoculation with Amanita muscaria, Elaphomyces anthracinus, and Scleroderma areolatum increased P concentrations and contents in a differential manner. The Dickson Quality Index was not affected by the type of fungi or by inoculum application rates. Eucalypt rooted cuttings inoculated with ectomycorrhizal fungi and under half the amount of commercial fertilization had P, N, and K concentrations and contents greater than or equal to those of commercial plants and have high enough quality to be transplanted after 90 days.

O benefício promovido pelas ectomicorrizas é dependente da interação entre os simbiontes e dos teores de fósforo (P). O efeito do P na formação de ectomicorrizas e a efetividade destas na promoção do crescimento das plantas para pré-seleção de fungos foram estudadas in vitro. Para avaliação do efeito do P, plântulas de Eucalyptus urophylla inoculadas com quatro isolados de Pisolithus sp. e não-inoculadas foram crescidas em substrato com 0,87, 1,16 e 1,72 mg de P por planta. Para avaliação da efetividade e pré-seleção de fungos, outros 30 isolados de Pisolithus sp., Pisolithus microcarpus isolado ITA06, Amanita muscaria isolado AM16, Scleroderma areolatumisolado SC129 foram estudados. O isolado D26 promoveu a maior altura das plantas nas três doses de P, o D51 na menor dose e o D72 na dose intermediária. As doses de P não influenciaram a massa fresca da parte aérea e a colonização. Na pré-seleção de fungos, 14 isolados de Pisolithus sp., P. microcarpus isolado ITA06 e S. areolatum isolado SC129 aumentaram a altura e a massa fresca das plantas (MFP). O isolado D82 de Pisolithus sp. aumentou somente a altura e o D17 e D58 aumentaram somente a MFP. Destes, somente para o D15, D17, D58 e ITA06 observou-se ectomicorrizas típicas. O cultivo in vitro demonstrou-se adequado para a pré-seleção de fungos ectomicorrízicos. A colonização e os benefícios são dependentes da espécie e também do isolado fúngico. Os isolados D15, D17 e D58 de Pisolithus sp. e P. microcarpus isolado ITA06 são os mais promissores para estudos em viveiros.

The benefit promoted by ectomycorrhizal depends on the interaction between symbionts and phosphorus (P) contents. Phosphorus effect on ectomycorrhizal formation and the effectiveness of these in promoting plant growth for fungal pre-selection were assessed under in vitro conditions. For P effect evaluation, Eucalyptus urophylla seedlings inoculated with four Pisolithus sp. isolates and others non-inoculated were grown on substrate containing 0.87, 1.16 and 1.72 mg P per plant. For evaluation of effectiveness and fungal pre-selection, other 30 isolates of Pisolithus sp., Pisolithus microcarpus ITA06 isolate, Amanita muscaria AM16 isolate, Scleroderma areolatum SC129 isolate were studied. D26 isolate promoted the highest plant heights for the three P doses, D51 at the lower dose and D72 at the intermediate dose. P doses did not influenced shoot fresh weight and fungal colonization. In the pre-selection of fungi, 14 isolates of Pisolithus sp., P. microcarpus ITA06 isolate and S. areolatum SC129isolate increased plant height and fresh weight. D82 isolate of Pisolithus sp. had effect singly on plant height while D17 and D58 on fresh weight. Of these, only D15, D17, D58 and ITA06 had typical ectomycorrhizae. The cultivation in vitro has shown adequate for pre-selection of ectomycorrhizal fungi. Colonization and benefits depend on species and isolate. D15, D17 and D58 of Pisolithus sp. and P. microcarpus isolate ITA06 are the most promising for nursery studies.

Os fungos ectomicorrízicos possuem tolerância diferenciada aos herbicidas e podem promover a sobrevivência e crescimento das plantas de eucalipto. O objetivo deste trabalho foi avaliar a tolerância de isolados do fungo ectomicorrízico . Pisolithus sp. aos herbicidas glyphosate e isoxaflutole. Os isolados avaliados foram D3, D16, D17, Pt24 e UFVJM04 e as concentrações de glyphosate no meio líquido, de 0, 32, 63, 127 e 254 mg L-1, enquanto no meio sólido, de 0, 32, 63, 127, 254, 507 e 1.014 mg L-1. Para o isoxaflutole nos dois meios de cultura, as concentrações foram de: 0, 295, 589, 1.178 e 2.355 mg L-1. Os ensaios foram independentes para cada herbicida e tipo de meio de cultura. A tolerância dos isolados foi dependente do herbicida e da sua concentração em cada meio. O Pt24 foi o mais tolerante ao glyphosate e o UFVJM04, ao isoxaflutole. O glyphosate foi mais tóxico aos isolados de Pisolithus sp. do que o isoxaflutole.

The ectomycorrhizal fungi have different tolerance to herbicides and may promote the survival and growth of the eucalypts tree. This study aimed to evaluate the tolerance of Pisolithus sp. isolates to glyphosate and isoxaflutole. The isolates evaluated were D3, D16, D17, Pt24 and UFVJM04. Glyphosate concentrations were: 0, 32, 63, 127 and 254 mg L-1 in liquid medium; 0, 32, 63, 127, 254, 507 and 1014 mg L-1 in solid medium. For isoxaflutole, the concentrations were 0, 295, 589, 1178 and 2355 mg L-1 for both media. Assays were independent for each herbicide and culture medium. The tolerance of isolates depended on the herbicide and its concentration in each type of culture medium. Pt24 was the most tolerant to glyphosate and the UFVJM04 to isoxaflutole. Glyphosate was more toxic to isolates of Pisolithus than isoxaflutole.

As ectomicorrizas são associações entre raízes de plantas e fungos, de grande importância para a sobrevivência e crescimento vegetal, por aumentar o aporte nutricional e a proteção contra fatores adversos. Os fungos ectomicorrízicos podem quelar íons de metais tóxicos, retirando-os do solo e diminuindo os danos ao hospedeiro. Quatro isolados de fungos ectomicorrízicos foram utilizados neste estudo: UFSC-Sc68 (Scleroderma sp.); UFSC-Ch163 (Chondrogaster angustisporus); UFSC-Pt116 e UFSC-Pt188 (Pisolithus microcarpus). Mudas de Eucalyptus dunnii foram testadas quanto à sua tolerância aos metais alumínio (Al), cádmio (Cd), cromo (Cr) e manganês (Mn) misturados ao substrato de plantio, em dois experimentos em casa de vegetação. No primeiro, em ausência dos fungos e, no segundo, após inoculação com esses organismos. No experimento sem inoculação, o metal mais tóxico foi o Cr. Nenhuma planta sobreviveu nas doses 1000 e 10000 mg.kg-1 desse metal. Para os outros metais, a matéria seca diminuiu com o aumento da dose. Já no estudo com plantas inoculadas, o Cd foi o metal mais tóxico, que reduziu significativamente a sobrevivência e o crescimento das plantas. Os isolados fúngicos UFSC-Pt188 e UFSC-Ch163 foram os mais eficientes na proteção contra os metais, melhorando a sobrevivência e a produção de matéria seca das plantas. O isolado UFSC-Ch163, em particular, foi o mais eficiente na tolerância das plantas, o que indica seu potencial de utilização em solos contaminados para favorecer o estabelecimento e o crescimento das plantas.

Ectomycorrhizas are associations between plant roots and fungi.They are very important for plant survival and growth since they increase nutrient uptake and protect plants against adverse conditions. Ectomycorrhizal fungi are able to chelate ions of toxic metals, removing them from the soil and reducing damages to the host. Four isolates of ectomycorrhizal fungi were used in this study: UFSC-Sc68 (Scleroderma sp.); UFSC-Ch163 (Chondrogaster angustisporu); UFSC-Pt116 and UFSC-Pt188 (Pisolithus microcarpus). Seedlings of Eucalyptus dunnii were tested for their response to aluminium (Al), cadmium (Cd), chromium (Cr) and manganese (Mn) mixed to the planting substrate in two experiments under greenhouse conditions. In the first experiment, in the absence of the fungi and, in the second experiment, after inoculation with those organisms. In the experiment with non-inoculated seedlings, Cr was the most toxic metal. No plant survived when submitted to 1.000 and 10.000 mg.kg-1 of this metal. Regarding the other metals, the dry matter decreased as the concentration was increased. In the experiment with inoculated seedlings, Cd was the most toxic metal, reducing significantly plant survival and growth. The isolates UFSC-Pt188 and UFSC - Ch163 were the most efficient in protecting plants against metals, improving the survival and the production of dry matter. The isolate UFSC-Ch163, particularly, was the most efficient in improving metal tolerance by the plants, indicating its potential for utilization in contaminated soils to promote plant survival and growth.

The most important plant species employed in reforestation programs depend on ectomycorrhizal fungi for their establishment and growth. The exploitation of this symbiosis to improve forest productivity requires fungal inoculants in a large scale level. To develop such a technology it is necessary to define the optimal composition of the culture medium for each fungus. With these objectives in mind, the effect of the composition of the culture medium on biomass production of the ectomycorrhizal fungus Pisolithus microcarpus (isolate UFSC-Pt116) was studied. The original composition of two culture media, already employed for cultivation of ectomycorrhizal fungi, was submitted to several variations with the C/N ratio as the main variable. A variation of the Pridham-Gottlieb medium was the most efficient for the production of biomass. Therefore, it was submitted to a factorial assay where glucose, peptone and yeast extract components were the factors analyzed. Results showed that the glucose concentration may be increased up to 40 % in order to promote higher biomass production. Peptone had a positive effect on this variable, whereas yeast extract promoted a deleterious effect. These results indicate that it is advisable to eliminate yeast extract from the medium and replace it with peptone prior to use.

Estudou-se a viabilidade e a infectividade de inoculante fúngico ectomicorrízico (isolado UFSC-Rh90, Rhizopogon nigrescens), produzido através de cultivo submerso em biorreator airlift e encapsulado em gel de alginato de cálcio. O inoculante permaneceu viável após 18 meses em solução de NaCl (0,85%) a 8 ± 1ºC. O micélio emergiu dessas cápsulas após 48 h de incubação a 25 ± 1ºC em meio de cultura sólido. A viabilidade dos pellets de micélio não imobilizado, armazenados sob as mesmas condições, reduziu-se gradualmente após três meses de armazenamento e atingiu 0% aos 12 meses. Esses pellets apresentaram um escurecimento gradual que foi mais intenso naqueles localizados próximos à superfície da solução de NaCl. Em meio de cultura, os pellets escurecidos mostraram-se inviáveis. A imobilização em gel mantém a viabilidade do micélio durante o armazenamento, além de oferecer uma barreira física quando aplicado ao substrato de plantio. Após oito meses de armazenamento sob refrigeração, o inoculante imobilizado colonizou uma média de 37% das raízes curtas de mudas de Pinustaeda, quando aplicado ao substrato de plantio sob condições de casa-de-vegetação. Esse inoculante apresenta potencial para produção comercial e aplicação nos viveiros florestais.

The viability and infectivity of an ectomycorrhizal inoculum (isolate UFSC-Rh90, Rhizopogon nigrescens), produced by submerged cultivation in an airlift bioreactor and immobilized in beads of calcium alginate gel, was studied. Inoculum remained 100% viable after 18 months in a 0.85% NaCl solution at 8 ± 1ºC. Mycelium grew from the beads after 48 h when they were placed on a solid culture medium at 25 ± 1ºC. Viability of pellets of non-immobilized mycelium stored under the same conditions decreased gradually after the third month of storage, reaching 0% by the 12th month. These pellets presented a gradual darkening, which was more intense in those located near the surface of the NaCl solution. In culture medium, these dark pellets showed no viability. Gel immobilization helps to maintain mycelium viability during storage and offers a physical protection when the inoculum is applied to the planting substrate. After eight months refrigeration, the immobilized inoculum was still able to infect Pinus taeda seedlings, colonizing an average of 37% of the root tips when inoculated in the plant growth substrate under greenhouse conditions. This inoculum presents a commercial potential to be produced and applied in forest nurseries.