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Glomus clarum e G. etunicatum: cultivo em solo e aeroponia

Glomus clarum Nicol. & Schenck and G.etunicatum Becker & Gerd.: cultivated in soil and aeroponic culture

Resumos

Foi avaliada em casa de vegetação, a produção de inóculo dos fungos micorrízicos arbusculares (FMA) Glomus clarum e G. etunicatum em cultura aeropônica e em solo. O experimento foi conduzido em delineamento inteiramente casualizado com arranjo fatorial de 2 × 2 × 5, sendo: 2 tratamentos relativos à inoculação (Glomus clarum e G. etunicatum) × 2 sistemas de cultivo (solo e aeroponia) × 5 períodos de avaliação (0, 30, 60, 90 e 120 dias) e cinco repetições. Ramas de batata-doce desinfestadas com hipoclorito de sódio foram plantadas em 120 potes com solo + vermiculita, sendo a metade inoculada com 50 esporos de G. clarum e o restante com 50 esporos de G. etunicatum. Após 64 dias, metade das plantas foi transferida para câmaras aeropônicas (uma para cada fungo) contendo água destilada + solução nutritiva a pH 6,0. A solução nutritiva foi aplicada por microaspersão por um minuto com intermitência de três minutos. A colonização das raízes e a produção de esporos foram avaliadas aos 0, 30, 60, 90 e 120 dias de crescimento. G. clarum promoveu extensiva colonização das raízes quando comparado a G. etunicatum,com densidade de esporos semelhantes. Maiores níveis de esporulação e colonização foram obtidos no cultivo em solo, com melhor tempo de cultivo aos 60 dias, independentemente do FMA. No entanto, a maior produção de inóculo foi obtida no solo, apesar do sistema aeropônico também ter sido bastante promissor aos FMA, principalmente aos 90 dias de crescimento.

Colonização; esporulação; fungos endomicorrízicos; Glomales; Glomus


The production of inoculum of the arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) Glomus clarum and G. etunicatum in soil and aeroponic culture was evaluated in a greenhouse. The experiment design was in a factorial arrangement of 2 × 2 × 5, representing: 2 inoculation treatments (Glomus clarum and G. etunicatum) × 2 culture systems (soil and aeroponic) × 5 evaluation periods (0, 30, 60, 90, and 120 days), with 5 replicates. Shoots of sweet potato, disinfested with sodium hypochlorine, were planted in 120 pots with sterilized soil + vermiculite. Half of the plants was inoculated with 50 spores of G. clarum and the remaining 60 ones, with 50 spores of G. etunicatum. After 64 days, half of the plants was transferred to aeroponic chambers (one for each fungus) with nutrient solution, applied through micro aspersion during 1' and intervals of 3'. Root colonization and production of spores were evaluated in 0, 30, 60, 90, and 120 days. G. clarum promoted extensive root colonization, when compared to G. etunicatum, while the production of spores was similar between both. Higher levels of colonization and sporulation were obtained in the soil culture, with the best cultivation period after 60 days, independently of the fungus. Although in general higher inoculum production was obtained in soil, the aeroponic system is also promising, mostly if the AMF is maintained for 90 days of growth.

Colonization; endomycorrhizal fungi; Glomales; Glomus; sporulation


Glomus clarum e G. etunicatum: cultivo em solo e aeroponia1 1 . Parte da Tese de Doutorado da primeira autora, Centro de Ciências Biológicas, UFPE.

Glomus clarum Nicol. & Schenck and G.etunicatum Becker & Gerd.: cultivated in soil and aeroponic culture

Laura M. PaivaI, 2 1 . Parte da Tese de Doutorado da primeira autora, Centro de Ciências Biológicas, UFPE. ; Maryluce A. SilvaI; Paulo C. SilvaII; Leonor C. MaiaI

IUniversidade Federal de Pernambuco, Centro de Ciências Biológicas, Departamento de Micologia, Av. Prof. Nelson Chaves, s/n, 50670-420 Recife, PE, Brasil.

IIFaculdade de Ciências Agrárias e Veterinárias, Unesp, Rod. Paulo Donato Castelani, s/n, 14870-000 Jaboticabal, SP, Brasil.

ABSTRACT

The production of inoculum of the arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) Glomus clarum and G. etunicatum in soil and aeroponic culture was evaluated in a greenhouse. The experiment design was in a factorial arrangement of 2 × 2 × 5, representing: 2 inoculation treatments (Glomus clarum and G. etunicatum) × 2 culture systems (soil and aeroponic) × 5 evaluation periods (0, 30, 60, 90, and 120 days), with 5 replicates. Shoots of sweet potato, disinfested with sodium hypochlorine, were planted in 120 pots with sterilized soil + vermiculite. Half of the plants was inoculated with 50 spores of G. clarum and the remaining 60 ones, with 50 spores of G. etunicatum. After 64 days, half of the plants was transferred to aeroponic chambers (one for each fungus) with nutrient solution, applied through micro aspersion during 1' and intervals of 3'. Root colonization and production of spores were evaluated in 0, 30, 60, 90, and 120 days. G. clarum promoted extensive root colonization, when compared to G. etunicatum, while the production of spores was similar between both. Higher levels of colonization and sporulation were obtained in the soil culture, with the best cultivation period after 60 days, independently of the fungus. Although in general higher inoculum production was obtained in soil, the aeroponic system is also promising, mostly if the AMF is maintained for 90 days of growth.

Key words: Colonization, endomycorrhizal fungi, Glomales, Glomus, sporulation

RESUMO

Foi avaliada em casa de vegetação, a produção de inóculo dos fungos micorrízicos arbusculares (FMA) Glomus clarum e G. etunicatum em cultura aeropônica e em solo. O experimento foi conduzido em delineamento inteiramente casualizado com arranjo fatorial de 2 × 2 × 5, sendo: 2 tratamentos relativos à inoculação (Glomus clarum e G. etunicatum) × 2 sistemas de cultivo (solo e aeroponia) × 5 períodos de avaliação (0, 30, 60, 90 e 120 dias) e cinco repetições. Ramas de batata-doce desinfestadas com hipoclorito de sódio foram plantadas em 120 potes com solo + vermiculita, sendo a metade inoculada com 50 esporos de G. clarum e o restante com 50 esporos de G. etunicatum. Após 64 dias, metade das plantas foi transferida para câmaras aeropônicas (uma para cada fungo) contendo água destilada + solução nutritiva a pH 6,0. A solução nutritiva foi aplicada por microaspersão por um minuto com intermitência de três minutos. A colonização das raízes e a produção de esporos foram avaliadas aos 0, 30, 60, 90 e 120 dias de crescimento. G. clarum promoveu extensiva colonização das raízes quando comparado a G. etunicatum,com densidade de esporos semelhantes. Maiores níveis de esporulação e colonização foram obtidos no cultivo em solo, com melhor tempo de cultivo aos 60 dias, independentemente do FMA. No entanto, a maior produção de inóculo foi obtida no solo, apesar do sistema aeropônico também ter sido bastante promissor aos FMA, principalmente aos 90 dias de crescimento.

Palavras-chave: Colonização, esporulação, fungos endomicorrízicos, Glomales, Glomus

Introdução

Os fungos micorrízicos arbusculares (FMA) associam-se simbioticamente a raízes de plantas, formando as micorrizas arbusculares. São atribuídas a essa simbiose a capacidade de melhorar o estado nutricional das plantas, ampliar sua adaptação a diferentes ecossistemas e aumentar a tolerância a fatores estressantes bióticos e abióticos (Saggin Júnior & Lovato 1999). Em vista dos benefícios propiciados aos hospedeiros, os FMA são de grande interesse para as regiões tropicais, especialmente para o Brasil, devido sobretudo às condições ambientais e à baixa fertilidade de muitos dos solos aqui encontrados (Siqueira 1994).

Apesar dos inúmeros trabalhos (Araújo et al. 1994, Siqueira et al. 1994, Souza & Silva 1996) que demonstram a utilização dos FMA com os benefícios para os cultivares de importância econômica, alguns problemas limitam a utilização generalizada deste insumo biológico. Um deles tem sido o fato destes fungos somente viverem em associação com raízes metabolicamente ativas, isto é, não são cultivados "in vitro" e, provavelmente, por isso, não foi desenvolvida tecnologia eficiente para a produção massal destes microrganismos. A produção de inóculo fica assim restrita a métodos que envolvam o crescimento conjunto do fungo com a planta.

Entre os métodos propostos, há o de "cultura em potes", onde a planta e o fungo são mantidos em potes com solo (Menge 1983). Meios excluindo solo também têm sido usados: cultura hidropônica (Ojala & Jarrell 1980); filme nutritivo (Howeler et al. 1981); "pellets" de argila (Dehne & Backhaus 1986) e aeroponia (Sylvia & Hubbell 1986, Jarstfer & Sylvia 1992); entretanto, nenhum desses foi definido como de uso generalizado.

O sistema de cultivo aeropônico tem como característica o crescimento de raízes expostas constantemente a uma fina camada de mistura definida de nutrientes e água, como substrato, e foi inicialmente proposto por Zobel et al. (1976). Esse sistema tem se mostrado promissor na multiplicação de esporos e na produção de raízes que, crescendo na ausência de solo, apresentam-se limpas e sem a contaminação por nematóides e insetos (Hung & Sylvia 1988).

Devido à necessidade da produção regular de inóculo de FMA, os estudos nessa área vêm sendo gradativamente ampliados, com alguns relacionados ao cultivo aeropônico (Sylvia & Hubbell 1986, Hung & Sylvia 1988, Jarstfer & Sylvia 1992, Sylvia & Jarstfer 1994, Wu et al. 1995, Souza et al. 1996, Martin-Laurent et al. 1999, Mohammad et al. 2000). Este trabalho teve como objetivo avaliar a produção de inóculo de Glomus clarum e G. etunicatum em cultura aeropônica e em solo.

Material e métodos

O experimento foi conduzido em casa de vegetação e no Laboratório de Micorrizas do Departamento de Micologia da Universidade Federal de Pernambuco.

Como substratos foram utilizados: a) solo Latossolo Amarelo Distrófico Argissólico, esterilizado, 20 dias antes da utilização, por fumigação com Bromex (brometo de metila 980 g.kg-1 e cloropicrina 20 g.kg-1). As análises física e química do solo foram realizadas pela Empresa Pernambucana de Pesquisa Agropecuária (IPA). O solo, do tipo franco arenoso, tem as seguintes características: pH 5,7; P 4 mg.dm3; 1,9 ; 0,7; 0,12; 0,10; 0,06 cmolc.dm3 respectivamente de Ca, Mg, K, Al, Na. b) solução nutritiva utilizada no sistema de cultura aeropônica, recomendada por Jarstfer & Sylvia (1992), com a seguinte composição química: KH2PO4 (0,01 M); KNO3 (1 M 101); NaFeEDTA (1 M); Ca(NO3)2 (1 M); NaCl (0,1 M); Mg SO4 (1 M); H3BO3 (50 mM); MnCl2.4H2O (1 mM); ZnSO4.5H2O (0,7 mM); CuSO4.5H2O (3 mM); Na2MoO4.2H2O (0,07 mM).

O experimento foi conduzido em delineamento inteiramente casualizado, em arranjo fatorial de 2 × 2 × 5 , sendo: 2 tratamentos de inoculação (Glomus clarum Nicol. & Schenck e G. etunicatum Becker & Gerd.) × 2 sistemas de cultura (solo e aeroponia) × 5 períodos de avaliação (0, 30, 60, 90 e 120 dias), com 5 repetições.

Para a propagação e inoculação foram utilizadas ramas de batata-doce (Ipomoea batatas (L.) Lam.) variedade Cobranca, fornecidas pelo IPA, com segmentos de aproximadamente 15 cm de comprimento, desinfestadas com solução de hipoclorito de sódio (1:100) por sete minutos. As ramas foram plantadas em 120 potes plásticos (2 kg), tendo como substrato uma mistura de solo + vermiculita (2:1 v.v), sendo a metade inoculada com 50 esporos de Glomus clarum e o restante inoculado com 50 esporos de G. etunicatum. Os inóculos foram cedidos pela Embrapa (Centro Nacional de Pesquisa em Agrobiologia) e registrados sob números UFPE 6 e 8, respectivamente, e multiplicados em painço (Panicum miliaceum L.).

Diariamente foram registrados os valores de temperatura e umidade relativa do ar, em termohigrômetro (TFA, Alemanha), obtendo-se os valores máximos de 35,9 ºC e 92% e mínimos de 27,2 ºC e 56%, respectivamente.

Sessenta e quatro dias após o plantio, constatada a colonização das plantas utilizando-se a técnica de interseção dos quadrantes (Giovannetti & Mosse 1980), metade permaneceu nos potes e as demais foram transferidas para duas câmaras aeropônicas (uma para Glomus clarum, uma para G. etunicatum) montadas em tanques de amianto (Brasilit), contendo 200 L de água destilada mais 1 L de solução nutritiva (Jarstfer & Sylvia 1992). Com auxílio de um conjunto de microaspersores, as plantas receberam solução nutritiva por pulverização durante um minuto, com intermitência de três minutos, o que permitiu o crescimento do sistema radicular suspenso em atmosfera arejada. Associada ao sistema, foi instalada uma fonte luminosa (GRO-LUX F-30T12), a 70 cm de altura das plantas para aumentar o fotoperíodo e estimular o crescimento e a multiplicação dos FMA. O pH foi ajustado diariamente para 6,0 utilizando-se soluções de HCl (1%) ou NaOH (0,1 N).

A colonização das raízes, bem como a produção de esporos foram avaliados aos 0, 30, 60, 90, e 120 dias, considerando o momento de instalação do sistema aeropônico. Cinco plantas, por tratamento, foram coletadas em cada ocasião. As raízes foram lavadas, clarificadas com KOH (10%) e coradas com azul-de-Tripano em lactoglicerol 0,05% (Phillips & Hayman 1970) e, para a análise de colonização, utilizou-se a técnica de interseção dos quadrantes (Giovannetti & Mosse 1980).

Para avaliação da densidade de esporos (DE), foram utilizados 100 g de solo de cada pote aos 0, 30, 60, 90 e 120 dias de crescimento. O solo foi processado pelo método de peneiramento úmido (Gerdemann & Nicolson 1963) utilizandose peneiras com aberturas de 0.105 e 0.045 µm, seguido de centrifugação em água e sacarose a 40% (Jenkins 1964).

Para avaliação da esporulação no sistema aeropônico recolheram-se 100 g de raízes, que foram lavadas cuidadosamente para obtenção dos esporos aderidos. Em ambos os sistemas (solo e aeroponia), os esporos foram recolhidos em peneiras de 0,045 µm de abertura, transferidos para placa canaletada e contados em microscópio estereoscópico (40 x).

Os dados foram submetidos à análise da variância e as médias comparadas pelo teste de Tukey (P < 0,05). As análises foram efetuadas usando o programa ESTAT, do Departamento de Ciências Exatas da Faculdade de Ciências Agrárias e Veterinárias (FCAV/UNESP), Campus de Jaboticabal, SP.

Resultados

Foram observadas diferenças significativas (P < 0,01) para as variáveis densidade de esporos (DE) e colonização de raízes (CR) em relação a substrato e período de cultivo. No entanto, apenas a colonização de raízes, e não a esporulação, diferiu significativamente entre os fungos, com Glomus clarum colonizando mais extensivamente o hospedeiro do que G. etunicatum. Por outro lado, a interação entre os FMA e os períodos de cultivo foi significativa para ambos, colonização e densidade de esporos, enquanto a interação fungo, substrato e período foi representativa apenas para densidade de esporos.

O desdobramento das interações indicou que o período de cultivo interferiu na esporulação e colonização produzida por ambos os fungos, nos dois substratos (P < 0,01). Em relação aos tempos de cultivo, somente no início, quando as plantas foram transplantadas para a aeroponia e aos 120 dias foram observadas diferenças significativas (P < 0,01) em relação à densidade de esporos.

Independentemente do substrato e do período de cultivo, os dois fungos tiveram produção similar de esporos, o que não ocorreu nos resultados da colonização (tabela 1).

Em geral, maiores níveis de colonização e esporulação foram obtidos nos tratamentos em solo do que naqueles em sistema aeropônico (tabela 2). Observando isoladamente, a produção de esporos no sistema em solo foi elevada dos 30 aos 90 dias, enquanto houve decréscimo acentuado 30 dias após a mudança do solo para o sistema aeropônico. Por outro lado, os FMA recuperaram a capacidade de esporulação, que foi elevada aos 60 dias; a partir de 90 dias a produção começou a declinar, atingindo índice reduzido aos 120 dias.

As plantas mantidas nos dois sistemas de cultura apresentaram maior colonização de raízes aos 60 dias de cultivo e esta manteve-se elevada até os 90 dias. Houve aumento da colonização das plantas mantidas no solo até os 60 dias, com decréscimo posterior. No sistema aeropônico a colonização diminuiu com o transplante das plantas para a aeroponia, tal como ocorreu na esporulação e, mais uma vez, observou-se a recuperação da atividade dos fungos, com aumento significativo da colonização, que se manteve elevada até os 90 dias, começando a declinar aos 120 dias.

Discussão

Os fungos não apresentaram diferença quanto à produção de esporos em ambos os substratos. O mesmo não ocorreu com o índice de colonização das raízes, que foi mais elevado em solo, sendo que, em ambos, esse índice foi maior que 70%. A colonização produzida por Glomus clarum também foi maior que a observada nas plantas colonizadas por G. etunicatum.Sylvia & Hubbell (1986) observaram 75% de colonização produzida por G. mosseae Gerd. & Trappe em raízes de Paspalum notatum Flügge, após 60 dias em cultivo aeropônico. Avaliando a micorrização de plantas de batata-doce mantidas em sistema aeropônico com Glomus etunicatum, Gigaspora margarita Becker & Hall e Entrosphospora colombiana Spain & Schenck, Souza et al. (1996) observaram de 53% a 64% de colonização após 56 até 72 dias, índices menores que os aqui registrados.

Durante os primeiros 30 dias de cultivo em aeroponia, as plantas sofreram estresse de adaptação, com redução significativa na taxa de colonização radicular e no número de esporos; após este período, ambos aumentaram consideravelmente, o que também foi evidenciado por Souza et al. (1996).

Grandes concentrações de esporos têm sido produzidas em sistemas aeropônicos quando comparados a produção em potes com solo. Isso provavelmente ocorre porque esses sistemas encontramse isentos de contaminantes, tais como hiperparasitas e bactérias, além de terem o pH regularmente ajustado e solução nutritiva com baixas concentrações de fósforo (Sylvia & Jarstfer 1994).

Utilizando raízes de Ipomoea batatas colonizadas com Glomus sp., Sylvia & Jarstfer (1992) obtiveram mais de 135.000 propágulos por grama de matéria seca de raiz, em cultivo aeropônico, observando que a colonização das raízes pelo FMA foi afetada pelo pH da solução, que deve ser ajustado tanto para a planta como para o fungo.

A maior produção de esporos ocorreu aos 60 dias de cultivo, em ambos os sistemas de cultivo. Esses resultados foram semelhantes aos obtidos em raízes de Paspalum notatum e Ipomoea batatas associados a Entrophospora kentinensis Wu & Liu. Naquele experimento,após 45 dias do transplantio para o sistema aeropônico, o fungo apresentou elevada produção de sáculos esporíferos (Wu et al. 1995).

A produção de inóculo de Glomus deserticola Trappe & Menge, G. etunicatum e G. intraradices Schenck & Smith em cultivo aeropônico, associados a Paspalum notatum e Ipomoea batatas foi de 50%, 45% e 20%, respectivamente, obtida após 90 dias, vindo a declinar após 105 dias (Hung & Sylvia 1988). Esse resultado foi semelhante ao aqui obtido, onde a produção de esporos começou a decair aos 120 dias de cultivo.

A produção de inóculo em cultivo com areia e vermiculita, bem como em sistemas hidropônicos modificados, também pode resultar na obtenção de elevadas quantidades de propágulos em relação ao cultivo em solo, permitindo melhor controle das condições físicas e químicas do meio de crescimento e maior aeração. Entretanto, uma desvantagem é a não fixação dos nutrientes, sendo necessária a aplicação de soluções nutritivas diluídas a intervalos regulares (Saggin Júnior & Lovato 1999).

Empregando areia e vermiculita suplementada com solução nutritiva, Millner & Kitt (1992) obtiveram cerca de 235 e 44 esporos, por grama de substrato, de Glomus etunicatum e Gigaspora margarita Becker & Hall, respectivamente, mostrando que esse sistema pode ser um bom substrato para a produção de esporos de FMA.

A duração do experimento é fator importante na quantificação do número de esporos produzidos (Luedders et al. 1979). No presente caso, as plantas foram colhidas porque iriam atingir a fase de floração, que é entre 120 a 150 dias, não sendo recomendável prolongar o experimento. No decorrer do ciclo fisiológico do hospedeiro ocorrem diferenças na produção dos hormônios, influenciando a esporulação, o estabelecimento e a eficiência da simbiose micorrízica (Barea & Azcón-Aguilar 1982).

Embora em termos gerais a produção de inóculo tenha sido melhor no sistema de pote de cultura em solo, o aeropônico também é promissor, sobretudo se o fungo for mantido no sistema por no máximo 90 dias, além de ser produzido em condições livres dos contaminantes que podem ocorrer no solo, mesmo após este ter sido desinfestado.

Agradecimentos - Ao Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq), pelo suporte financeiro e pelas bolsas de M.A. Silva - Pibic e L.C. Maia - Pesquisa.

(recebido: 1 de março de 2002; aceito: 9 de abril de 2003)

2. Autor para correspondência: mesquita@truenet.com.br

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  • 1
    . Parte da Tese de Doutorado da primeira autora, Centro de Ciências Biológicas, UFPE.
  • Datas de Publicação

    • Publicação nesta coleção
      22 Abr 2004
    • Data do Fascículo
      Jun 2003

    Histórico

    • Aceito
      09 Abr 2003
    • Recebido
      01 Mar 2002
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