ABSTRACT In the composition of the soil microbiome, there are numerous microorganisms capable of promoting plant growth, better known as plant growth-promoting microorganisms. The study aimed to determine the effects of multifunctional microorganisms, alone or in combination, on shoot, root, and total biomass production, gas exchange, macronutrient content, yield components, and grain yield of corn plants. The experiment was carried out in a greenhouse in a completely randomized design, with four replications. Twenty-six treatments consisted of isolated or combined microbiolization of corn seeds with the rhizobacteria Bacillus sp. (BRM 32109, BRM 32110, and BRM 63573), Burkholderia cepacea (BRM 32111), Pseudomonas sp. (BRM 32112), Serratia marcenses BRM 32113, Serratia sp. (BRM 32114), Azospirillum brasilense (Ab-V5), and Azospirillum sp. (BRM 63574), an isolated of fungus Trichoderma koningiopsis (BRM 53736), and a control treatment (without the application of microorganisms). At seven and 21 days, two more applications of the same treatments were carried out in the soil and the plants, respectively. The microorganisms applied alone or in combination promoted significant increases of 49% in corn plant biomass, 30% in gas exchange, 36% in macronutrient content, and 33% in grain yield. Isolates BRM 32114, Ab-V5, BRM 32110, and BRM 32112 and the combinations BRM 32114 + BRM 53736, BRM 63573 + Ab-V5, and BRM 32114 + BRM 32110 promoted better benefits to corn, allowing us to infer that the use of beneficial microorganisms significantly affects the development of corn plants.

RESUMO Na composição do microbioma do solo tem-se inúmeros microrganismos, capazes de promover o crescimento vegetal, mais conhecidos como microrganismos promotores de crescimento de plantas. Objetivamos determinar os efeitos de microrganismos multifuncionais, isoladamente ou em combinação, na produção de biomassa da parte aérea, raiz e total, nas trocas gasosas, no teor de macronutrientes, componentes de produção e produtividade de grãos de plantas de milho. O experimento foi conduzido em casa de vegetação em delineamento inteiramente casualizado, com quatro repetições. Utilizou-se 26 tratamentos que consistiram na microbiolização isolada ou combinada das sementes de milho com as rizobactérias BRM 32109, BRM 32110 e BRM 63573 (Bacillus sp.), BRM 32111 (Burkholderia cepacea), BRM 32112 (Pseudomonas sp.), BRM 32113 (Serratia marcenses) and BRM 32114 (Serratia sp.), Ab-V5 (Azospirillum brasilense) e BRM 63574 (Azospirillum sp.), um isolado de fungo BRM 53736 (Trichoderma koningiopsis) e um tratamento controle (sem a aplicação de microrganismos). Aos sete e 21 dias, foram realizadas mais duas aplicações dos mesmos tratamentos, no solo e nas plantas, respectivamente. Os microrganismos aplicados isoladamente ou em combinação promoveram incrementos significativos de 49% na biomassa das plantas de milho, 30% nas trocas gasosas, 36% no teor de macronutrientes e 33% na produtividade. Os isolados BRM 32114, Ab-V5, BRM 32110 e BRM 32112 e as combinações BRM 32114 + BRM 53736, BRM 63573 + Ab-V5 e 32114 + BRM 32110 promoveram melhores benefícios ao milho, nos permitindo inferir que o uso de microrganismos benéficos afetam significativamente o desenvolvimento das plantas de milho.

ABSTRACT Rice production in Brazil incurs high costs due to the significant use of agrochemicals. Some plant growth-promoting rhizobacteria (PGPR) can be used as alternative to fertilizers and phytosanitary products. Thus, the objective of this study was to characterize endophytic bacteria isolated from roots of rice plants. The isolates were characterized based on colony morphology, antibiotic resistance, carbon sources utilization, enzyme activity (catalase, amylase, protease, cellulase, and lipase), inorganic phosphate solubilization, and the 16S-23S rDNA intergenic region. Morphologically, 68% of the isolates presented a rapid growth rate, 46% presented abundant mucus production, and 77% formed viscous colonies. All isolates were resistant to nalidixic acid and 16% presented resistance to streptomycin. The majority (90%) used monosaccharides and disaccharides in carbon source assays. Most of the isolates (95%) were positive for catalase and 63.6% were positive for amylase, protease, lipase, and cellulase activities. Additionally, 59% of them were able to solubilize phosphate. The mean enzymatic index for amylase, cellulase, and protease was 2.8, 3.5, and 1.7 respectively. The similarity analysis revealed high diversity among the isolates, with similarity indices of 70% (based on morphological characteristics) and 60% (based on the intergenic region 16S-23S rDNA). Considering morphophysiological and genotypic characteristics, three promising isolates should be evaluated in studies under field conditions for the potential development of bioproducts to replace industrially manufactured inputs in rice crops.

RESUMO O arroz apresenta altos custos de produção no Brasil devido ao elevado uso de agroquímicos. Algumas rizobactérias promotoras de crescimento de plantas (PGPR) podem ser utilizadas como alternativa aos fertilizantes e produtos fitossanitários. Este trabalho teve como objetivo caracterizar bactérias endofíticas obtidas de raízes de arroz. A caracterização dos isolados foi baseada na morfologia da colônia, resistência a antibióticos, uso de fontes de carbono, atividade enzimática (catalase, amilase, protease, celulase e lipase), solubilização de fosfato inorgânico e região intergênica do 16S-23S rDNA. Com base na morfologia, 68% dos isolados apresentaram crescimento rápido, 46% apresentaram produção abundante de muco e 77% apresentaram colônia viscosa. Todos os isolados foram resistentes ao ácido nalidíxico e 16% deles à estreptomicina. A maioria dos isolados (90%) utilizou monossacarídeos e dissacarídeos no ensaio da fonte de carbono. A maioria dos isolados (95%) foi positiva para catalase e 63,6% foram positivas para amilase, protease, lipase e celulase. Além disso, 59% foram capazes de solubilizar o fosfato. A média do índice enzimático para amilase, celulase e protease foi de 2,8, 3,5 e 1,7, respectivamente. A análise de similaridade revelou alta diversidade entre os isolados, com índice de similaridade de 70% (baseado nas características morfológicas) e 60% (baseado na análise da região intergênica 16S-23S rDNA). Com base nas características morfofisiológicas e genotípicas, três isolados promissores devem ser avaliados em estudos futuros em condições de campo, podendo gerar bioprodutos destinados a substituir insumos industrializados na cultura do arroz.

RESUMOEste trabalho objetivou determinar o impacto de sistemas silviagrícolas na qualidade física de um Latossolo Vermelho ácrico. Em 2012 foram coletadas amostras de solo na camada de 0-0,10 m, nas linhas de árvores e entre essas linhas, em dois sistemas silviagrícolas conduzidos em semeadura direta, sendo um voltado para a segurança alimentar e outro para produção de energia, implantados em 2009, em Santo Antônio de Goiás, GO. Foram determinados a densidade do solo, macroporosidade, porosidade total, índice S, diâmetro dos agregados, capacidade de água disponível e capacidade de aeração, os quais foram comparados com valores considerados, na literatura, como não limitantes à produtividade. Após três anos de implantação dos sistemas silviagrícolas o solo apresentou, nas linhas, melhor qualidade física que entre as linhas de árvores. A densidade do solo, macroporosidade, porosidade total, índice S e capacidade de aeração do solo foram os principais responsáveis por discriminarem os tratamentos. De maneira geral, as combinações de culturas de cobertura e cultura principal que envolveram poáceas resultaram em pior qualidade física do solo.

ABSTRACTThis study aimed to determine the impact of agroforestry systems in the physical quality of an Acric Red Latosol. In 2012, soil samples were taken at 0-0.10 m layer from the tree lines and between these lines, in two agroforestry systems carried out in no-tillage, one facing food security and other energy production, installed in 2009 in Santo Antônio de Goiás, GO. Bulk density, macroporosity, total porosity, S index, aggregate diameter, available water capacity and soil aeration capacity were determined and compared with values considered in literature as non-limiting to productivity. After three years of the establishment of agroforestry systems, the soil in the tree lines showed better soil physical quality than that between the lines. Bulk density, macroporosity, total porosity, S index, and soil aeration capacity were mainly responsible for discriminating treatments. In general, combinations of cover crops and main crops that involving grasses (Poaceae) resulted in worse soil physical quality.

Objetivou-se, com este trabalho, identificar um conjunto de atributos do solo correlacionados com a produtividade do arroz de terras altas visando estabelecer as condições de solo mais adequadas ao cultivo deste cereal em semeadura direta. Em Santo Antônio de Goiás, GO, em áreas cultivadas, respectivamente por um, dois e três anos com arroz em semeadura direta, foi determinada a produtividade do arroz e retiradas amostras de solo na camada de 0,00-0,10 m de um Latossolo Vermelho ácrico, para determinação de atributos físicos, químicos e biológicos. A produtividade apresentou correlação positiva com os teores de nitrogênio total, cobre, ferro, manganês, carbono e nitrogênio da biomassa microbiana (NBM), atividade enzimática total e da fosfatase ácida, quociente microbiano e relação NBM:N total e negativa com a microporosidade e quociente metabólico. Pela análise de regressão linear múltipla os atributos do solo que melhor explicaram, de maneira conjunta, a produtividade, foram os teores de cobre, ferro e nitrogênio da biomassa microbiana e a atividade da fosfatase ácida.

This study aimed to identify a set of soil attributes correlated to upland rice yield in order to establish the most adequate soil conditions to cultivate this cereal under no-tillage system. In Santo Antônio de Goiás, GO, in areas cropped with upland rice under no-tillage system for one, two or three years, respectively, rice yield was determined and soil samples were collected from soil layer of 0-0.10 m of an Acric Red Latosol (Oxisol) to determine physical, chemical and biological attributes of soil. Grain yield showed positive linear correlation with total nitrogen, copper, iron, manganese, microbial biomass carbon and nitrogen (MBN) contents, total enzymatic and acid phosphatase activities, microbial quotient and MBN:total N relationship, and negative with the microporosity and metabolic quotient. Based on multiple regression analysis, copper, iron and MBN contents and acid phosphatase activity were the soil attributes that together better explained rice yield.

A produtividade do arroz de terras altas sofre queda acentuada quando ele é cultivado durante dois ou mais anos, na mesma área. Este trabalho objetivou determinar quais atributos de um Latossolo Vermelho de Cerrado são mais impactados por cultivos sucessivos de arroz. Em fevereiro de 2011foram retiradas, em Santo Antônio de Goiás, GO, amostras de solo na camada de 0-0,10 m de três áreas cultivadas, respectivamente, por um, dois e três anos, com arroz em semeadura direta e de uma mata próxima para determinação de atributos físicos, químicos e biológicos do solo. Aplicaram-se técnicas de análise multivariada aos dados obtidos. Os cultivos de arroz provocaram alterações em todos os atributos físicos e na maioria dos atributos químicos e biológicos do solo, quando comparados aos da mata. Os teores de K, Cu e Mn, os quocientes metabólico e microbiano (qmic) e a relação N da biomassa microbiana:N total (NBM:N) foram responsáveis por discriminar as áreas de cultivo sucessivo de arroz. Quanto mais anos de cultivos sucessivos de arroz mais as condições do solo diferiram das do solo original da mata. O quociente metabólico aumentou com os anos de cultivo de arroz indicando aumento da condição de estresse ou distúrbio na microbiota do solo.

Upland rice grain yield sharply decreases when it is grown for two or more years in the same area. This study aimed to determine which attributes of a Cerrado Oxisol are more impacted by successive crops. Samples were taken in February 2011, at Santo Antônio de Goiás, GO, from soil layer of 0-0.10 m of three areas cropped with upland rice under no-tillage system for one, two or three years, respectively, and of a forest for determination of physical, chemical and biological attributes of soil. Multivariate analysis techniques were applied on data obtained in these areas. Rice crops caused changes in all physical attributes of soil and in most of the chemical and biological attributes when compared to the forest. The K, Cu, and Mn contents, metabolic and microbial (qmic) quotients and microbial biomass N:total N relationship (MBN:N) were responsible for discriminating the areas under successive rice crops. The more the years of successive rice crops, the more the soil conditions differed from the original soil of the forest. The metabolic quotient increased with the years of rice cultivation, which indicates an increase in disorder or stress condition in the soil microbiota.

Objetivou-se, com este trabalho, identificar um conjunto de atributos do solo, físicos (AF), químicos (AQ) e biológicos (AB) correlacionados com a produtividade do feijoeiro, visando estabelecer as condições de solo mais adequadas ao cultivo desta leguminosa no sistema de produção orgânica. Foram utilizados, conjuntamente, dados de dois experimentos instalados em novembro de 2003 com a cultivar Pérola, um em semeadura direta e outro em preparo convencional do solo, em Santo Antônio de Goiás, GO, em Latossolo Vermelho distrófico, no delineamento de blocos ao acaso, com quatro repetições. Os tratamentos consistiram das plantas de cobertura crotalária, guandu, mucuna-preta, sorgo vassoura e pousio. Foram realizadas amostragens de solo na camada de 0,00-0,10 m, em 2007, para determinação dos AF, AQ e AB. A produtividade apresentou correlação linear positiva com a porcentagem de agregados com diâmetro maior que 2 mm (AGR), diâmetro médio ponderado dos agregados, carbono da biomassa microbiana (CBM) e quociente microbiano, e negativa com o quociente metabólico, respiração basal e teor de cobre disponível. Pela análise de regressão linear múltipla conclui-se que os atributos do solo que melhor explicaram, de maneira conjunta, a produtividade, foram AGR, CBM e teor de matéria orgânica.

This study aimed to identify a set of soil attributes, chemical (CA), physical (PA), and biological (BA), correlated to common bean grain yield in order to establish the most adequate soil conditions to cultivate this legume under organic production system. Data from two experiments installed in November 2003 with cultivar Pérola was used, one under no-tillage and the another in conventional tillage, in Santo Antônio de Goiás, GO, in an Oxisol, in a randomized block design, with four replications. The treatments consisted of cover crops sunn hemp, pigeon pea, velvet bean, sorghum, and fallow. Samples were taken from soil layer of 0 - 0.10 m in 2007 for determination of CA, PA, and BA. Grain yield showed positive linear correlation with the percentage of aggregates with a diameter greater than 2 mm (AGR), mean weighted diameter of aggregates, microbial biomass carbon (MBC) and microbial quotient, and negative one with the basal respiration, metabolic quotient and soil copper content. Based on multiple regression analysis, AGR, MBC and soil organic matter were the soil attributes that together better explained grain yield.

Este trabalho objetivou determinar quais atributos de um Latossolo Vermelho de Cerrado sob produção orgânica são mais impactados por sistemas de cultivo compostos por feijão e milho, semeadura direta (SD) e preparo convencional (PC) do solo e plantas de cobertura. Aplicaram-se técnicas de análise multivariada nos dados de quatro experimentos, dois em SD e dois em PC, um com feijão e outro com milho em cada preparo, instalados desde novembro de 2003, em Santo Antônio de Goiás, GO, no delineamento de blocos ao acaso, com quatro repetições. Em setembro de 2003 foram retiradas amostras de solo na camada de 0 - 0,10 m para análise química inicial (referência química). Em novembro de 2007 foi feita nova amostragem nas parcelas e em uma mata próxima (referência física e biológica) para determinação dos atributos físicos (AF), químicos (AQ) e biológicos (AB) do solo. Os sistemas de cultivo provocaram alterações nos AF e AB, quando comparados com a mata, e nos AQ, quando comparados com a condição inicial, sendo os AF mais sensíveis em detectar mudanças na qualidade do solo sob cultivo. Os quocientes metabólico e microbiano foram os mais afetados negativamente pelo PC quando comparados com a SD. Os AQ foram mais sensíveis em discriminar a cultura do feijão da do milho.

This study aimed to determine which attributes of a Cerrado Oxisol under organic production are more impacted by cropping systems consisted of combinations of common bean and corn crops, no-tillage (NT) and conventional tillage (CT) systems, and cover crops. Multivariate analysis techniques were applied on data of four experiments, two of them under NT and the other two in CT, one carried out with common bean crop and another with corn. The experiments were installed annually since November 2003 in Santo Antônio de Goiás, GO, in randomized block design, with four replications. Samples were taken from soil layer of 0-0.10 m in September 2003 for the initial chemical analysis (chemical reference). In November 2007 a new sampling of the plots and of a forest (physical and biological reference) was performed for determination of soil physical (PA), chemical (CA) and biological (BA) attributes. The cropping systems caused changes in PA and BA, as compared to the forest, and in CA, as compared to the initial chemical condition of soil. PA were more sensitive to detect changes in the quality of the soil under cultivation. The metabolic and microbial quotients were the most negatively affected by CT as compared to NT. CA were more sensitive in discriminating common bean crop from corn crop.

Este trabalho objetivou determinar a influência das plantas de cobertura crotalária (Crotalaria juncea), guandu (Cajanus cajan (L.) Millsp), mucuna-preta (Mucuna aterrima), sorgo vassoura (Sorgum technicum) e pousio, nos atributos químicos de solo cultivado com feijão e milho orgânicos, sob semeadura direta (SD) e preparo convencional (PC). O trabalho foi conduzido em Santo Antônio de Goiás, GO, em Latossolo Vermelho distrófico, no delineamento de blocos ao acaso, com quatro repetições. Em novembro de 2003 foram instalados quatro experimentos, dois em SD e dois em PC. Em cada preparo do solo um experimento foi conduzido com feijão e outro com milho. Amostragens de solo foram realizadas em setembro de 2003 e em novembro de 2007, nas camadas de 0-0,10 e 0,10-0,20 m. O pH e os teores de P, K+, Ca2+, Mg2+, Cu2+, Zn2+, Fe3+, Mn2+, H+ + Al³+ e M.O. foram analisadas e calculadas a capacidade de troca catiônica e a saturação por bases. Após quatro anos as plantas de cobertura não diferiram entre si quanto aos seus efeitos nos atributos químicos do solo; no entanto, elevaram o teor de M.O. em relação à condição inicial, seja sob SD ou sob PC. Em geral, a reciclagem dos nutrientes pelas plantas de cobertura não foi suficiente para a manutenção dos teores de P, K+, Fe3+ e Mn2+ no solo.

This study aimed to determine the influence of the cover crops sunhemp (Crotalariajuncea), pigeon pea (Cajanus cajan (L.) Millsp), velvet bean (Mucuna aterrima), sorghum (Sorgum technicum), and fallow on chemical attributes of soil cultivated with organic common bean and corn, under no-tillage (NT) and conventional tillage (CT) systems. The work was conducted in Santo Antônio de Goiás-GO, in Oxisol, in a randomized block design, with four replications. In November 2003 four experiments were installed, two of them under NT and the other two in CT. In each soil management system, an experiment was carried out with common bean crop and another with corn. Samples were taken from soil layers of 0-0.10 and 0.10-0.20 m in September 2003 and in November 2007. The soil pH and the contents of P, K+, Ca2+, Mg2+, Cu2+, Zn2+, Fe3+, Mn2+, H+ + Al3+, and soil organic matter were analyzed, and cation exchange capacity and base saturation were calculated. After four years, cover crops did not differ in their effects on soil chemical attributes, however, they increased the content of organic matter in relation to initial condition, under NT or in CT. In general, the nutrient recycling by cover crops was not sufficient to maintain the P, K+, Fe3+ and Mn2+ contents in the soil.

Conduziu-se um experimento de campo sob sistema plantio direto (SPD) e sistema de plantio convencional (SPC) para avaliar a produção de massa seca, a quantidade de N e a taxa de decomposição de crotalária (Crotalaria juncea) e sorgo forrageiro (Sorghum bicolor L.), e seus efeitos na produtividade do feijoeiro comum (Phaseolus vulgaris L.). O sistema de manejo do solo não influenciou na produtividade de massa seca das plantas de cobertura do solo; contudo, o sorgo produziu 60% mais massa seca que a crotalária. O maior acúmulo de N foi observado sob SPD, 45% a mais que sob SPC; entretanto, não houve diferença entre as plantas de cobertura do solo. A taxa de decomposição da palhada sob SPD foi 50% menor do que sob SPC e, até os 28 dias, a decomposição da crotalária sob SPC foi mais rápida que a do sorgo. A produtividade de grãos da cultura do feijoeiro comum foi 40% maior em SPD em comparação com o SPC apresentando alta correlação com a quantidade de N acumulada pelas plantas de cobertura do solo. Sob as condições do Cerrado Goiano, o SPD promove maior acúmulo de N e menor taxa de decomposição das plantas de cobertura do solo, promovendo a maior produtividade da cultura do feijoeiro comum, comparado ao SPC.

A field experiment was carried out under no-tillage system (NT) and conventional tillage (CT) to assess the dry mass production, N accumulation and the decomposition rate of crotalaria (Crotalaria juncea) and sorghum (Sorghum bicolor L.), as well as, their effects on the grain yield of common bean (Phaseolus vulgaris L.). Results showed that soil management had no effect on the dry mass production of cover crop, however, the sorghum produced 60% more dry mass as compared with crotalaria. The largest N accumulation was observed under NT, which showed 45% more N than CT, however, no statistical difference between cover crops was observed. The straw rate decomposition under NT was 50% lower than under CT and, until 28 days, the decomposition of crotalaria under CT was faster than sorghum. The common bean grain yield was 40% higher under NT as compared with CT and it showed high correlation with N amount accumulated by the cover crops. Under Cerrado condition of Goiás state, NT promotes greater N accumulation and lower decomposition rate of the cover crops, leading to greater grain yield of common bean as compared with CT.

Com este trabalho se propõe avaliar a influência da distribuição de poros sobre alguns atributos físicos do solo sob semeadura direta (SD) e preparo convencional (PC), cultivado com diferentes culturas de cobertura, no sistema de produção orgânica de feijão e milho. O trabalho foi conduzido em Santo Antônio de Goiás, GO, em Latossolo Vermelho distrófico. Em novembro de 2003 foram instalados quatro experimentos, dois em SD e dois em PC, um em cada manejo com feijão e o outro com milho. Foram comparados em blocos ao acaso com quatro repetições, crotalária, guandu, mucuna-preta, sorgo e pousio. Amostragens de solo das parcelas e de uma mata próxima foram realizadas nas profundidades de 0-0,10 e 0,10-0,20 m, em novembro de 2007, para determinação do teor de matéria orgânica (M.O.) e de atributos físicos do solo. O uso do solo sob vegetação de cerrado para a produção agrícola, independentemente do sistema de cultivo, resultou em redução na porosidade total (Pt), macroporosidade (Mp) e capacidade de aeração do solo (CAS). Os atributos físicos do solo foram afetados favoravelmente pela M.O. As variações em Pt, Mp, CAS e capacidade de água disponível do solo podem ser explicadas pela variação na distribuição do tamanho de poros do solo, principalmente daqueles com ∅ > 0,075 mm.

This study aimed to evaluate the influence of pore distribution on some physical attributes of soil under no-tillage (NT) and conventional tillage (CT) systems, cultivated with different cover crops, in organic production of common bean and corn. The work was carried out in Santo Antônio de Goiás, GO, on an Oxisol. In November 2003 four experiments were installed, two of them under NT and the other two under CT. In each soil tillage system, an experiment was conducted with corn and another with common bean. Sunn hemp, pigeon pea, velvet bean, sorghum, and fallow were compared in a randomized block design, with four replications. Samples were taken from soil layers of 0-0.10 and 0.10-0.20 m in November 2007, in the plots and in a near by native forest (Cerrado), for determination of soil organic matter (OM) content and physical attributes. Cerrado soil use for agricultural production, regardless of tillage system, resulted in decrease of soil total porosity (TP), macroporosity (Mp), and soil air capacity (SAC). Soil physical attributes were favorably affected by OM. Variations in TP, Mp, SAC, and available soil water capacity can be explained by variation in soil pore size distribution, mainly by those with ∅ > 0.075 mm.