Fungos micorrízicos nativos e Glomus clarun no rendimento de trevo vesiculoso cultivado em condições naturais e modificadas pela calagem e aplicação de fósforo

Glomus clarun and native mycorrhizal fungi on yield of Trifolium spp. cultivated under natural and modified soil contitions with addition by phosphorus and liming

FUNGOS MICORRÍZICOS NATIVOS E Glomus clarun NO RENDIMENTO DE TREVO VESICULOSO CULTIVADO EM CONDIÇÕES NATURAIS E MODIFICADAS PELA CALAGEM E APLICAÇÃO DE FÓSFORO¹

Glomus clarun AND NATIVE MYCORRHIZAL FUNGI ON YIELD OF Trifolium spp. CULTIVATED UNDER NATURAL AND MODIFIED SOIL CONTITIONS WITH ADDITION BY PHOSPHORUS AND LIMING

Antonio Carlos dos Santos Pessoa² Zaida Inês Antoniolli³ Maria Edith Della-Justina⁴ Luiz Guilherme Buchmann Figueiredo⁵

RESUMO

Em experimento desenvolvido na casa de vegetação na UFSM-RS, avaliou-se o efeito da introdução de fungos micorrizicos arbusculares (fMA) Glomus clarum e nativos no rendimento de massa seca (MS) e absorção de P pelo trevo vesiculoso (Trifolium spp.) e verificou-se a compatibilidade entre a espécie introduzida e os fMA nativos ocorrentes no solo estudado. Os tratamentos/oram constituídos defatorial 4x2x2 com quatro níveis de fMA: G. clarum, fungos nativos, mistura de ambas as populações e controle sem inoculação de fMA: com dois valores de pH: 4,4 e 5,4 e com dois níveis de fósforo disponível (Mehlich l): 6 e ISmg/kg de solo. A introdução de G. clarum isoladamente ou em conjunto com fMA nativos, na condição de pH 4,4, e em baixa disponibilidade de P, aumentou o rendimento de MS e absorção de P. Em disponibilidade intermediária de P (l5mg/kg de solo) e pH 5,4 não ocorreu diferença entre os tratamentos inoculados com fMA, mas destes ocorreu diferença para o tratamento sem inoculação, evidenciando a dependência do trevo pela micorrizaçâo. Tratamentos inoculados com G. clarum apresentaram maiores rendimentos de MS, absorção de P, colonização micorrizica e esporulação, mostrando que a introdução dessa espécie pode ser viável quando espécies nativas não são eficientes para a cultura ou tornam-se ineficientes quando a fertilidade do solo é modificada por aplicação de P e/ou calagem.

Palavras-chave: fungos micorrízicos nativos, Glomus clarum, Trifolium spp., fósforo, calagem

SUMMARY

The experiment v/as conducted under greenhouse condition at the University of Santa Maria, RS, Brazil. The objectives were to evaluate the introduction of arbuscular mycorrhizalfúngi (AMF) Glomus clarum and natives fungi on the phosphorus uptake and dry matter (DM) production from Trifolium spp. and Io verify lhe compatibilily between introduced specie and lhe nativo AMF occurence in lhe studied soil. The treatments was constituled of 4x2x2 factorial withfour AMF leveis: G. clarum, AMf native, mixture of both populations of AMF andcontrai which was without inocutation of AMF: twopH leveis: 4.4 and 5.4 and two phosphorus leveis by Mehlich I extractor: 6 and l5mg/kg of soil. It was noticed that when G. clarum was introduced isolately or with native AMF with pH of 4.4 and low P availability increased DM production and P accumulation. At medium P availability (15mg/kg of soil) and pH 5.4 there were no diferences between inoculated treatments with AMF but from ones there was observed diferences on the contrai. These differences were due to the mycorrhizal dependence on Trifolium. Inoculated treatments with G. clarum showed higher DM production, Puptake, mycorrhizal colonization and number of spores. It can be concluded that the introduction of G. clariim can be viable when the nativo species are not efficient for the crop or become unefficient when the natural soilferlilily is modified by addition of phosphorus or liming.

Key words: vesicular-arbuscular mycorrhizal, Glomus clarum, Trifolium spp., phosphorus, liming

INTRODUÇÃO

A utilização de pastagens de inverno, como o trevo vesiculoso, tem-se mostrado eficiente para solucionar a baixa disponibilidade de pasto nos períodos de inverno nos campos do Rio Grande do Sul. Muitas vezes estas pastagens são introduzidas em solos de baixa fertilidade natural e moderadamente ácidos, sendo a deficiência de P e a acidez do solo os problemas mais sérios. Fazendose, então, necessário a correção da fertilidade do solo para rendimentos satisfatórios da pastagem, a qual implica em um custo económico, principalmente a utilização de fertilizantes fosfatados. Assim, toma-se importante o estudo da simbiose micorrízica pois favorecem a absorção e a recuperação do P diminuindo a quantidade desse fertilizante a ser aplicado no solo e conseqüentemente os custos de produção.

Entre os fatores que determinam o sucesso da inoculação de fungos micorrízicos arbusculares (fMA) estão a disponibilidade de P e a acidez do solo que influencia qualitativa e quantitativamente as micorrizas. A calagem pode reduzir a formação de micorrizas como observado por SIQUEIRA et al. (1986a) e RHEINHEIMER & KAMINSKI (1994), pois a elevação do pH tem efeitos adversos sobre a infectividade dos fungos nativos que são adaptados às condições ácidas do solo. Conforme SIQUEIRA et al. (1986a), os fMA apresentam comportamento diferenciado com o aumento do pH. Gigaspora margarifa apresentou melhor desempenho em solo ácido, entretanto o género Glomus apresentou melhor desempenho com o aumento do pH, aumentando a colonização micorrizica (CM) e o rendimento da cultura.

Nas condições de solo moderadamente ácidos e com baixa disponibilidade de fósforo da maioria dos solos dos campos do RS, conforme SPAGNOL et al. (1993) predominam os gêneros Acaulospora e Scutelospora de fMA, sendo estes adaptados às condições naturais desses solos, e se for considerado o efeito detrimental da elevação do pH sobre estes fungos, a calagem poderá inibir a micorrização com prejuízos para as plantas que forem cultivadas.

Mesmo não ocorrendo especificidade entre as espécies de fMA e as plantas hospedeiras, são vários os trabalhos evidenciando que o Glomus clarum destaca-se em relação a outros fMA nas mais diversas condições de substrato, ambiente e cultura, como mostrado por: SIQUEIRA et al. (1986b) em algodoeiro; ALVES et al. (1989) e KATO et al. (1990) em batata doce e mandioca; MOSTASO & COLOZZI-FILHO (1993) em mudas de citrus; PESSOA et al. (1994) em comichão e PESSOA (1994) em capim-pensacola. Considerando a necessidade de gerar informações sobre o manejo da inoculação da espécie introduzida G. clarum isoladamente ou em conjunto com os fMA nativos conduziu-se o trabalho objetivando: (a) avaliar o efeito dos fMA nativos e a introdução de G. clarum na absorção de P e produção de massa seca (MS) pelo trevo vesiculoso cultivado em condições naturais e modificadas pela aplicação de calcário e fósforo; (b) verificar a compatibilidade entre a espécie introduzida G. clarum e os fMA nativos ocorrentes no solo estudado; e (c) verificar a capacidade de produção de esporos do G. clarum para serem usados em experimentos futuros.

MATERIAIS E MÉTODOS

O experimento foi conduzido em casa de vegetação, na Universidade Federal de Santa Maria, utilizando-se solo Podzólico Vermelho-Amarelo, textura franco arenosa, ácido, baixa disponibilidade de fósforo e baixa saturação de bases, sendo anteriormente cultivado com comichão. Para esse cultivo de comichão o solo foi seco ao ar, peneirado e dividido em duas partes, numa delas corrigiu-se a acidez usando 3g de calcário fino (passante em malha 0,149mm) com 80% de PRNT, relação Ca:Mg 4: l, por kg de solo. O solo ficou incubado por 15 dias com 11% de umidade, o que corresponde a 70% da capacidade de embebição. Após, foi seco ao ar, peneirado e fumigado com 0,5ml de Bromex (Brometo de Metila 98% mais cloropicrina 2%) por kg solo.

Os tratamentos constituíram-se de um fatorial 4x2x2, ou seja: quatro níveis de combinação com fMA: G. clarum, fungos nativos, mistura de nativos mais G. clarum e sem inoculação com fMA (controle); dois valores de pH: 4,4 (sem calagem) e 5,4 (com calagem); e dois níveis de P disponível pelo extrator Mehlich l (6 e 15mg/kg de solo). Com delineamento inteiramente casualizado com três repetições. Os valores de pH e P disponível citados são os obtidos após o cultivo do trevo. Nos tratamentos com fósforo usou-se fosfato de amónio que foiaplicado para o cultivo anterior de comichão na dose de P 30 e 90mg/kg de solo. Os tratamentos com fMA, constituíram-se da adição de 500 esporos por vaso, distribuídos um cm abaixo das sementes. Para a mistura utilizaram-se também 500 esporos, sendo 50% de fungos nativos e 50% de G. clarum. O solo coletado para a extração dos esporos nativos foi retirado da rizosfera de pastagem com predominância de Paspahim spp., sendo encontrado vários géneros de fMA com predominância de Glomus fasciculatum, Acaulospora biretículada e Scutellospora heterogama, classificados conforme SHENCK & PÉREZ (1987). Os esporos de G. clarum foram obtidos da coleção de fMA do Centro Nacional de Pesquisa de Biologia do Solo - EMBRAPA, Seropédica, RJ. A inoculação foi realizada no cultivo anterior de comichão- Para esse cultivo de trevo não foi realizado calagem, aplicação de fósforo e fumigação do solo, estas práticas foram realizadas no cultivo anterior conforme descrito por PESSOA et al. (1994).

Adicionou-se em todos os vasos 100ml De filtrado do solo, passado em peneira de malha 0,037mm e após em papel filtro, com o objetivo de repor a microbiota natural entre os tratamentos. Acrescentou-se adubação suplementar constituída de N na dose 50mg/kg, de K na dose 50mg/kg, de Zn na dose 3mg/kg, de B na dose 1,0mg/kg, de Cu na dose 2,0mg/kg e Mo na dose 0,1 mg/kg de solo.

O experimento foi instalado no dia 19/04/93. Cada vaso recebeu dez sementes de trevo vesiculoso (Trifolium), desbastando-se para cinco plantas após a emergência. O solo foi mantido com 11% de umidade durante o período experimental.

No pleno florescimento, 130 dias após a semeadura, foi cortada a parte aérea, secada em estufa e determinada a produção de MS. Amostras de 0,2g foram submetidas à digestão com H₂SO₄, conforme TEDESCO et al. (1985). Determinou-se a concentração de P por fotocolorimetria e calculou-se a quantidade de P acumulado no tecido vegetal com base no teor no tecido e produção de MS.

As raízes foram separadas do solo por peneiramento, lavadas em água corrente, HC1 2% e novamente com água para eliminar impurezas. Após, foram pesadas e retirada uma sub amostra de mais ou menos 5g das raízes finas para ser determinada a colonização micorrízica (CM), estas foram acondicionadas em tubos de plástico contendo álcool comercial a 50%. Posteriormente foram cortadas em pedaços de 2cm e submetidas ao clareamento com KOH 5% em banho-maria na temperatura de 90°C por 30min e coloridas com azul de tripano na concentração de 1:1800 por 15min, segundo PHILIPS & HAYMAN (1970). A CM foi estimada conforme GIOVANNETTI & MOSSE (1980).

No momento da separação das raízes, coletou-se 80g de solo da rizosfera (solo aderido ao sistema radicular), que foi dividido em duas partes, numa delas pesou-se 30g para a extração de esporos pelo método de GERDEMANN & NICOLSON (1963). A outra porção de solo foi seca, para as análises de: pH em água e P disponível pelo método Mehlich 1, segundo TEDESCO et al. (1985).

Os resultados de produção de MS, P absorvido, número de esporos e CM foram submetidos à análise de variância e as médias comparadas pelo teste de Duncan a 5%. Os resultados de CM foram transformados em arco seno e os dados de contagem de esporos foram submetidos à transformação raiz quadrada.

RESULTADOS E DISCUSSÃO

- Rendimento de massa seca de raiz e folha e P acumulado nas folhas

Os resultados obtidos para produção de MS de raiz e parte aérea mostraram interação da inoculação de fMA com calagem e da inoculação de fMA com aplicação de P (Tabela l). Para os resultados de P acumulado nas folhas ocorreu interação tripla (Tabela 2).

O trevo mostrou elevada resposta à inoculação de fMA, aumentando o rendimento de MS de raiz e parte aérea e P acumulado na parte aérea, tanto em baixa como em média disponibilidade de P. Mas esse efeito da micorrização não foi substituído pelo aumento da disponibilidade de P, indicando ser o trevo micotrófico obrigatório quando cultivado sob condições de solo ácido e com baixo P disponível. A dependência micorrízica do trevo foi grande, visto a baixa produção na ausência de micorrização (Tabela l), confirmando dados de RHEINHEIMER et al. (1992).

A introdução de G. clarum isoladamente ou em conjunto com os fungos nativos salientou-se em comparação com os fungos nativos isoladamente, isso demonstra a alta efetividade dessa espécie em proporcionar rendimentos de seu hospedeiro nas mais diversas condições de cultivo, conforme relatado por SIQUEIRA et al. (1986b) em algodoeiro; ALVES et al. (1989) em batata doce; KATO et al. (1990) em mandioca; MOSTASO & COLOZZI-FILHO (1993) em mudas de citrus; PESSOA et al. (1994) emcomichão e PESSOA (1994) em capim-pensacola. Os maiores resultados de MS e P acumulado pelo trevo micorrizado com G. clarum evidenciam a importância desse endofito na nutrição fosfatada do trevo, possivelmente pela exploração de um maior volume de solo e consequentemente maior absorção e acumulação de P e outras modificações na rizosfera e na planta que favoreceram em efeitos benéficos o desempenho da cultura. Fungos mais efetivos, possivelmente, produzem maiores quantidades de micélio externo (SANDERS et al. 1977) ou promovem alterações fisiológicas nas raízes fazendo-as mais efetivas na absorção de P da solução do solo (CRESS, et al. 1979).

Os fungos nativos encontrados no solo estudado mostraram baixa efetividade simbiótica,quando não aplicou-se calagem e fósforo. Assim a introdução de G. clarum foi uma prática eficiente e aumentou o rendimento do trevo e a recuperação do P adicionado ao solo. Portanto, o estudo de manejo de população de fMA nativos e introduzidos como o G. clarum devem merecer destaque, principalmente em condições de campo e com experimentos de longa duração.

Esses resultados mostram que o trevo vesiculoso crescendo em solos deficientes em P apresentou elevada dependência micorrízica e alto grau de micotrofísmo. Entretanto, a efetividade simbiótica, ou seja, a capacidade do endofito em favorecer o crescimento da planta foi diferenciada para G. clarum e fMA nativos. Isso confirma a importância da micorrização do trevo em condições de deficiência de P. Embora essas diferenças em efetividade dos fMA possam resultar de várias características da interação füngoplanta- ambiente, ABBOTT & ROBSON (1981) consideram que as principais razões para isso estão estreitamente relacionadas com a CM, tempo de formação da simbiose e com a intensidade de colonização atingida por cada população de fungo, o que provavelmente explique as diferenças encontradas entre esses tratamentos.

Verificou-se interação positiva da calagem e aplicação de P no rendimento de MS e acumulação de P pelo trevo, visto ser uma leguminosa que responde a melhoria da fertilidade do solo.

- Colonização micorrízica, intensidade de colonização e esporulação

Para os resultados de CM verificou-se somente efeito da inoculação de fMA, não ocorrendo efeito da calagem e aplicação de fósforo (Figura l). De uma maneira geral os tratamentos que receberam esporos de G. clarum apresentaram CM superior a 90% e ICM 4 (Figura l), ou seja, apresentavam as raízes finas muito colonizadas, com grande número de vesículas e arbúsculos, evidenciando a interação da simbiose entre a planta e o fungo micorrízico.

Para os resultados de número de esporos verificou-se interação tripla, assim, analisou-se a esporulação para cada condição de pH eP disponível no solo (Tabela 2). O número de esporos por 30g solo foi maior para o G. clarum sendo esse efeito mais acentuado quando a planta encontrou-se em condição adversa ao desenvolvimento como, pH muito ácido (pH 4,4) e baixa disponibilidade de P (6mg/kg de solo), evidenciando que os efeitos da simbiose tanto para o crescimento da planta como para o do fungo são maximizados nesta condição. Assim, para o manejo da simbiose visando a produção de esporos para usar como fonte de inoculo em experimentos futuros, a planta precisa estar em condições subótimas quanto a disponibilidade de P e a acidez do solo.

A baixa disponibilidade de P e o pH muito ácido influenciando a esporulação indica a maior adaptabilidade desse endófito a estas condições. A menor esporulação verificado em baixa disponibilidade de P e pH muito ácido para os tratamentos que receberam mistura de fMA nativos e G. clarum, ao se comparar com os que receberam G. clarum isoladamente, indica ter ocorrido competição nas raízes entre essas populações. Todavia, essa competição não se refletiu sobre a produção da planta hospedeira, considerando que este tratamento está entre os mais efetivos (Tabela l).

A mistura de fMA, mantendo-se constante o número de esporos do inoculo, foi tão efetiva quanto o G. clarum testado isoladamente, e a CM desse tratamento se manteve no mesmo nível e intensidade do G. clarum inoculado isoladamente. Isto, possivelmente, se deve à presença do G. clarum, que apresenta alta capacidade competitiva e alta efetividade simbiótica. Se houve competição entre os endofitos na mistura, esta não se manifestou em resposta do trevo.

Os melhores resultados quanto a CM, ICM e esporulação para os tratamentos que receberam G. clarum evidenciam a alta capacidade efetiva desse endófito em colonizar as plantas, mesmo na presença de fMA nativos do solo. As diferenças de capacidade de colonização observadas no G. clarum em relação aos fMA nativos são importantes, pois endófitos de rápido e alta colonização são desejáveis tanto em culturas anuais como em mudas de viveiro.

Espécies de fMA mais adaptadas e com maior potencial de inoculo predominam na rizosfera e no córtex radicular. Desse modo, o aumento da quantidade de inocule de espécies eficientes como o G. clarum pode ser viável quando as espécies nativas não são eficientes para a cultura ou tomamse ineficientes quando a fertilidade natural do solo é modificada por adubações e/ou calagem.

² Engenheiro Agrônomo, Mestre em Agronomia, Doutorando em Solos e Nutrição de Plantas da Universidade Federal de Viçosa, Departamento de Solos, 36570-000, Viçosa – MG. Autor para correspondência.

³ Biólogo, Mestre em Agronomia, Professor do Departamento de Solos, Centro de Ciências Rurais (CCR), UFSM.

⁴ Engenheiro Agrônomo, Bolsista de Aperfeiçoamento do CNPq., Departamento de Solos, CCR, UFSM.

⁵ Estudante de Agronomia, Bolsista de Iniciação Científica do CNPq., CCR, UFSM.

Recebido para publicação em 05.12.95. Aprovado em 14.08.96

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Trabalho desenvolvido na Universidade Federal de Santa Maria (UFSM) e apresentado na V Reunião Brasileira sobre Micorrizas, Florianópolis – SC, 10 a 14 de Outubro de 1994.

Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  19 Maio 2008
• Data do Fascículo
  Mar 1997

Histórico

• Aceito
  14 Ago 1996
• Recebido
  05 Dez 1995