AVALIAÇÃO DO EFEITO DE RIZOBACTÉRIAS SOLUBILIZADORAS DE FOSFATO NA PROMOÇÃO DE CRESCIMENTO DE PLANTAS DE ALGODÃO

EVALUATION OF THE EFFECT OF PHOSPHATE-SOLUBILIZING RHIZOBACTERIA ON IMPROVING COTTON PLANT GROWTH

REGISTRO DOI: 10.69849/revistaft/cs10202507310847


 Ismail Teodoro de Souza Júnior1
Larissa Graciete Freitas Gonzaga Souza2
Eduarda Moreira Vieira2
Gustavo Cavalcante da Silva2
Liriel Nascimento2
Debora Curado Jardini1


RESUMO 

O uso de bactérias solubilizadoras de fosfato (BSF) na agricultura tem ganhado destaque como alternativa sustentável para melhorar a eficiência nutricional das plantas. As BSF desempenham um papel importante no ciclo do fósforo do solo, aumentando a biodisponibilidade para o crescimento e o desenvolvimento das plantas. Sendo assim, o objetivo deste estudo foi avaliar o efeito do uso de bactérias solubilizadoras de fosfato, pré selecionadas, na promoção de crescimento de plantas de algodão. O experimento foi realizado em uma casa de vegetação no Centro Universitário de Várzea Grande. O delineamento experimental adotado foi o inteiramente casualizado, com 11 tratamentos, sendo eles: oito isolados bacterianos, VG20, VG24, VG25, VG27, VG42, VG47, VG68 e VG82 e as testemunhas sem adubação, com adução (NPK) e sem adubação fosfatada. As sementes foram dispostas em vasos de 5L com solo do campo experimental, sendo mantidas duas plantas por vaso. A irrigação foi realizada por aspersores três vezes ao dia, e a adubação foi realizada no plantio. Após 40 dias da semeadura, foram avaliados a altura das plantas, comprimento de raiz, peso fresco e seco e seco das raízes e da parte aérea. Os resultados indicaram plantas de algodão oriundas de sementes tratadas com alguns isolados bacterianos apresentaram incrementos nos parâmetros avaliados. De modo geral, avaliando todos os parâmetros em conjunto, verificou-se que os tratamentos com as bactérias VG68, VG82, se destacaram, por apresentarem as maiores médias para todos os parâmetros avaliados, seguidos do tratamento com adubação com NPK que se destacou em 5 dos 6 parâmetros avaliados.  

Palavras-chave: Gossypium hirsutum L.; Bacillus sp.; Agricultura sustentável. fosfatases. 

ABSTRACT 

The use of phosphate solubilizing bacteria (PBS) in agriculture has gained prominence as a sustainable alternative to improve the nutritional efficiency of plants. PBS play an important role in the soil phosphorus cycle, increasing bioavailability for plant growth and development. Therefore, the aim of this study was to evaluate the effect of using pre-selected phosphate solubilizing bacteria in promoting the growth of cotton plants. The experiment was carried out in a greenhouse at the Várzea Grande University Center. The experimental design adopted was a randomized controlled trial, with 11 treatments, namely: eight bacterial isolates, VG20, VG24, VG25, VG27, VG42, VG47, VG68 and VG82 and the controls without fertilization, with NPK addiction and without phosphate fertilization. The seeds were sown in 5L pots with soil from the experimental field, with two plants per pot. Honesty was carried out by sprinklers, three times a day and fertilization was carried out at planting. After 40 days of sowing, plant height, root length, fresh and dry weight and dry weight of roots and aerial part were evaluated. The results indicated that cotton plants from seeds treated with some bacterial isolates presented increases in the evaluated parameters. In general, evaluating all parameters together, it is provided that treatments with bacteria VG68, VG82, stand out, for example, with the highest averages for all evaluated parameters, followed by treatment with NPK fertilization that stands out in 5 of the 6 evaluated parameters. 

Keywords: Gossypium hirsutum L.; Bacillus sp.; phosphatases; sustainable agriculture 

1. INTRODUÇÃO 

O algodoeiro (Gossypium hirsutum L.) é uma planta da família Malvaceae e cultivado no Brasil em três regiões: Norte-Nordeste, Centro-oeste e Sul-Sudeste. Em cada uma dessas macrorregiões encontram-se diferentes sistemas produtivos, desde pequenos produtores em agricultura familiar, até grandes produtores com a utilização de elevado nível tecnológico no sistema de produção (fuzatto et al., 2020). Na safra 2023/2024, a produção brasileira de algodão atingiu a marca de 3,68 milhões de toneladas da pluma, sendo o estado do Mato Grosso, o maior produtor de algodão do Brasil, com área plantada de 1,56 milhão de hectares, o que corresponde a 73% da área total de algodão do país (ABRAPA, 2024). 

O algodoeiro é uma cultura considerada exigente quanto à qualidade do solo, pois não toleram solos com baixa acidez, pobres em nutrientes, excesso de umidade, solos rasos ou compactados (Fuzatto, et al., 2020). Nas regiões tropicais do Brasil, a maioria dos solos é intemperizada e ácida, o que limita a disponibilidade de fósforo (P) devido à forte interação com o ferro e o alumínio, tornando a absorção de P pelas plantas, inviável. Nos solos do Cerrado, o fósforo é o elemento mais limitante devido à sua baixa quantidade e alta capacidade de retenção, resultando numa baixa eficiência dos adubos fosfatados, com apenas 10 a 25% sendo aproveitado pelas plantas (Silva et al., 2019). 

A escassez de fósforo no solo, demanda das plantas um eficiente mecanismo de absorção através das raízes, pois o P desempenha diversas funções vitais para a saúde celular, atuando na ligação entre unidades ribonucleosídeos e integrando a estrutura de macromoléculas essenciais como os ácidos nucleicos (Taiz; Zeiger, 2013). De acordo com Araújo (2005), o P desempenha um papel importante em diversos processos metabólicos e é fundamental para o armazenamento e liberação de energia, bem como para o florescimento, frutificação e desenvolvimento do sistema radicular das plantas. A deficiência desse nutriente pode resultar em folhas com coloração verde-azulada, que posteriormente passam para tons roxos e, por fim, amarelecimento. 

O fósforo, é fundamental para o desenvolvimento das plantas. É crucial manter aplicações frequentes no solo, pois apenas uma pequena parcela do fósforo aplicado fica disponível para as plantas. A necessidade de aplicações contínuas está relacionada à composição mineralógica dos solos do Cerrado, nos quais o fósforo encontra-se retido nos minerais da argila e ligado de forma insolúvel a fosfatos contendo cálcio, ferro e alumínio. Esse cenário resulta em uma baixa eficiência na utilização desse nutriente pelas culturas. 

No entanto, é importante notar que o uso excessivo e prolongado de fertilizantes fosfatados pode resultar no acúmulo de fósforo residual no solo e na contaminação dos recursos hídricos, resultando em impactos ambientais. Ademais, uma grande porção dos fertilizantes fosfatados utilizados na região do Cerrado é importada devido à insuficiência das reservas brasileiras em atender à demanda, além da baixa qualidade, o que eleva os custos de produção tanto do ponto de vista econômico quanto ambiental. 

Dessa forma, é essencial procurar opções sustentáveis do ponto de vista ambiental e econômico, para incrementar a disponibilidade desse nutriente essencial para as plantas. Uma alternativa é a utilização de microrganismos capazes de solubilizar fosfatos, formando associações que tornam formas menos acessíveis de P disponíveis através da produção de enzimas extracelulares e ácidos orgânicos, processos de acidificação, reações de trocas e quelação (Abreu et al., 2017). Isso resulta no aumento do teor de P na solução do solo, promovendo assim um crescimento mais saudável e maiores rendimentos das culturas. Souza Júnior e colaboradores, encontraram isolados bacterianos oriundos de solos do Cerrado, com potencial solubilizador de P, in vitro, além de promover o crescimento de plantas de soja, em solo com alta saturação de fosfatos insolúveis.  

Dessa forma, bactérias que possuem múltiplos mecanismos de ação compostos que promovem o crescimento das plantas tornam-se fontes promissoras para o aumento da produtividade agrícola. Diante disso, o objetivo deste estudo foi avaliar o efeito do uso de bactérias solubilizadoras de fosfato, pré-selecionadas, na promoção de crescimento de plantas de algodão.

2. METODOLOGIA 

O experimento foi realizado no Laboratório de Fitopatologia e em casa de vegetação localizada no Campo Experimental do Centro Universitário de Várzea Grande (UNIVAG). Primeiramente foi realizada análise do solo por meio de amostras compostas, onde foram verificados os teores de nutrientes disponíveis no solo através da análise química (Quadro 1). 

Quadro 1. Análise química do solo experimental do Centro Universitário de Várzea Grande – UNIVAG, na profundidade de 0 a 20 cm. Várzea Grande, 2024.

Sementes de algodão (cv. BRS 437 B2RF) foram microbiolização por 30 minutos com suspensões (OD600=0,5) dos isolados bacterianos a seguir: VG20, VG24, VG25, VG27, VG42, VG47, VG68 e VG82. O delineamento experimental utilizado foi o inteiramente casualizado com onze tratamentos, sendo 8 isolados bacterianos, além de tratamentos sem adubação, sem adubação fosfatada (NK) e com adubação fosfatada (NPK), com quatro repetições. As sementes de algodão foram semeadas em vasos plásticos com capacidade de 5 L com solo do campo experimental, sendo mantidas duas plantas por vaso em casa de vegetação. A irrigação foi realizada por aspersores três vezes ao dia, e a adubação foi realizada no plantio. As avaliações foram realizadas aos 40 dias após a emergência, sendo avaliados os seguintes parâmetros de crescimento: comprimento de raiz (cm), altura de plantas (cm), diâmetro de caule (mm), peso fresco das raízes (g) e da parte aérea (g), mensuradas em balança analítica e peso seco das raízes e parte aérea (g) para isso, as amostras foram acondicionadas em sacos de papel e levadas para estufa à 65 ºC por 72 horas, posteriormente as amostras foram também pesadas. Para análise dos dados foi realizada a análise de variância ANOVA com o programa estatístico SASM-AGRI e a comparação das médias aconteceu com o teste de Scott Knott (p<0,05). 

3. RESULTADOS E DISCUSSÃO 

De acordo com os resultados, verificou-se significância para todas as variáveis de crescimento de plantas de algodão, analisadas neste estudo (Tabela 1). 

Em relação ao comprimento de raiz, verificou-se que as bactérias VG68, VG82, VG42, VG24, VG47, VG27 e o tratamento com NPK apresentaram as maiores médias (Tabela 1). De modo geral, o grupo que obteve as maiores médias, apresentaram um incremento de 53% no comprimento da raiz em relação à testemunha sem adubação. Resultados similares foram encontrados por Souza Júnior e colaboradores (2024), que observaram aumento no comprimento de raízes de plantas de soja quando foram inoculadas com os isolados bacterianos VG27 e VG68. 

Para a altura das plantas, observou-se que todos os tratamentos diferiram da testemunha sem adubação, no entanto, não diferiram entre si (Tabela 1). Para o peso fresco da raiz, destacou-se os tratamentos VG68, NPK, VG82, VG24 e VG27, que apresentaram aumento média de 48 e 25%, em relação a testemunha sem adubação e a testemunha sem adubação fosfatada, respectivamente. Em trabalho com plantas de soja, Souza Júnior et al. (2024), observaram incremento na altura de plantas, quando utilizaram os isolados VG42, VG46, VG91, VG09 e VG27. 

Tabela 1. Médias de comprimento de Raiz (CR), Altura de Plantas (ALT), Peso Fresco (PFR) da raiz e da parte aérea (PFPA), Peso seco (PSR) da raiz e da parte aérea (PSPA) de plantas de algodão inoculadas com bactérias solubilizadoras de fósforo, Várzea Grande, MT, 2025. 

*Médias seguida da mesma letra na coluna, não diferem entre si pelo teste Skott Knott, a 5% de probabilidade.

Já para o peso fresco da parte aérea, foi verificado que as maiores médias foram proporcionadas pelos tratamentos com as bactérias VG82 e VG68, sendo esses valores maiores que o tratamento com adubação com NPK. Sementes de algodão tratadas com as bactérias VG82 e VG68, proporcionaram aumento de peso fresco de parte aérea em 27,87 e 17,43%, respectivamente, em relação às plantas adubadas com NPK. 

As maiores médias de peso seco de raiz, foram observadas em plantas tratadas com VG82, VG42, NPK, VG68 VG47, VG24 e VG27, que proporcionaram ganhos médios de 67 e 26% em relação à testemunha sem adubação e a testemunha sem adubação fosfatada, respectivamente. Resultados similares foram encontrados Souza Júnior et al. 2024, que observaram incrementos no peso seco das raízes de plantas de soja, quando foram tratadas com os isolados VG27 e VG82.  

Já para o peso seco da parte aérea, se destacaram os tratamentos com NPK, VG82, VG47, VG42, VG68 e VG27 (Tabela1), que promoveram um incremento de 73 e 33%, em relação à testemunha sem adubação e a testemunha sem adubação fosfatada, respectivamente. Os isolados VG89, VG09, VG47, VG91, VG27, VG46, quando inoculados em sementes de soja, proporcionaram maiores médias de PSPA (Souza Júnior et al., 2024). 

De modo geral, avaliando todos os parâmetros em conjunto, verificou-se que os tratamentos com as bactérias VG68, VG82, se destacaram, por apresentarem as maiores médias para todos os parâmetros avaliados, sendo similares ou maiores que as médias do tratamento com adubação com NPK. Vários estudos têm demonstrado o potencial do uso de bactérias solubilizadoras de fosfatos nas culturas da soja, milho, arroz, algodão, café, cana-de açúcar dentre outras, com incrementos em parâmetros de crescimento e produtivos (Oliveira et al., 2020; Ferreira; Zuzk; Borsoi, 2024; Cisneros-Rojas et al., 2017; Rodrigues et al., 2024; Shah et al., 2022). 

De acordo com Wang e colaboradores (2020), nove estirpes de BSP dos gêneros Bacillus e Pseudomonas foram isoladas da rizosfera de soja consorciada na China e apresentaram alta capacidade de secretar ácidos orgânicos, solubilizar P, produzir AIA e sideróforos e promover crescimento das plantas de soja. Já Ramesh e colaboradores (2015), verificaram que a inoculação de duas cepas de B. aryabhattai isoladas na Índia, com capacidade para mineralizar fitato e solubilizar fosfato tricálcico, resultou em aumento significativo dos parâmetros de crescimento, rendimento, aquisição de P de soja e o teor de P disponível no solo. Em trabalho com prospecção de isolados solubilizadores de P, Souza Júnior et al., (2024), verificaram que o isolado VG27, apresentou os maiores halos de degradação de P, in vitro, seguido dos isolados VG42, VG68, VG82, VG91 e VG46.

De acordo com Diaz (2018), o isolado 001 de B. amyloliquefaciens disponibilizou fontes insolúveis de P, para plantas de algodão, pois essas não apresentaram deficiência de P durante o experimento, o que sugere que as bactérias inoculadas têm a habilidade de solubilizar o P não disponível para a planta de forma suficiente para suprir a demanda desse nutriente na fase inicial de seu desenvolvimento vegetativo. Além disso, observou que o isolado 248, aumentou a eficiência absorção da adubação com o P e que futuramente poderia contribuir para uma menor perda de fertilizantes na cultura de algodão. 

Pesquisas têm concentrado atenção na agricultura sustentável explorando microrganismos benéficos para aumentar a contribuição dos bioinoculantes para aumentar a produção de alimentos, rações animais e biocombustíveis. Estudos têm demonstrado que em relação à população microbiana do solo, as BSP geralmente representam entre 1% e 50%, enquanto os fungos solubilizadores de fosfato (FSP) representam entre 0,1% e 0,5% do total (Chen et al., 2006). Dentre as bactérias que mais se destacam, estão as dos gêneros Bacillus, Pseudomonas, Azotobacter e Burkholderia. (Oliveira-Paiva et al. (2009), além de fungos dos gêneros Aspergillus e Penicillium (Gomes et al., 2014; Etesami; Maheshwari, 2018; Kalayu, 2019). 

O gênero Bacillus é um grupo heterogêneo de bactérias Gram-positivas amplamente distribuídas no meio ambiente, que compreende 293 espécies/subespécie (PATEL; GUPTA, 2020). Algumas espécies de Bacillus são capazes de solubilizar fosfato (BAHADIR et al., 2018), sideróforos (Bjelić et al., 2018), produzem ácido indol-acético (AIA) e outros fitohormônios (Mohite, 2013) e controlar patógenos de plantas e insetos pragas (Shafi et al., 2017). Os isolados bacterianos VG42, VG27, VG46, VG47, utilizados neste estudo, controlaram o fungo S. sclerotiorum em sementes de soja, apresentando resultado similar ao fungicida químico utilizado (Souza Júnior et al., 2024). Além disso, os Bacillus podem favorecer o crescimento das plantas pela capacidade de produzir auxinas, que favorecem o desenvolvimento do sistema radicular e da parte aérea, desde os primeiros estágios da cultura, assim, representa uma vantagem inicial que proporciona rendimentos superiores (De Sousa, 2021).  

Bactérias do gênero Bacillus são consideradas benéficas, porque além de serem capazes de solubilizar os fosfatos do solo, são capazes de formar endósporos, permitindo assim a sua utilização mesmo em condições extremas, como, por exemplo, altas elevações de pH, temperatura, radiação, dessecação e exposição a pesticidas (Bahadir et al., 2018). E como observado neste estudo, na maioria dos parâmetros de crescimento analisados, os resultados com o uso das bactérias foi similar ou maior aos da utilização de NPK, o que pode significar uma maximização da utilização do P, pois, pode-se reduzir os custos e diminuir riscos ambientais causados por fertilizantes.  

Batista (2023), ressalta que o impacto das BSP também pode ser avaliado sob a perspectiva econômica. A redução dos custos com fertilizantes fosfatados e o aumento da produtividade das pastagens são fatores que beneficiam diretamente os produtores, especialmente em regiões onde os insumos agrícolas têm custo elevado. Além disso, o uso de BSP alinha-se às demandas por práticas agrícolas mais sustentáveis, um requisito cada vez mais valorizado em mercados globais. 

Para Ribeiro (2024), a redução de perdas de fósforo e a menor dependência de fertilizantes minerais contribuem para a mitigação de impactos negativos ao meio ambiente, como a eutrofização de rios e lagos. Assim, a adoção de BSP em sistemas de produção agrícola pode ser considerada uma prática de agricultura regenerativa, com benefícios que vão além da produtividade agrícola.  

Apesar dos avanços, Ribeiro (2024), entende que ainda há desafios a serem superados. A variabilidade genética das BSP e suas interações com o microbioma do solo e as plantas hospedeiras são áreas que requerem maior investigação. A estabilidade das populações de BSP após a inoculação e sua capacidade de competir com microrganismos nativos do solo são questões críticas para o sucesso da tecnologia em larga escala. 

Estudos futuros devem focar na identificação de novas cepas com maior potencial de solubilização de fósforo e adaptabilidade a diversas condições edafoclimáticas. Além disso, o desenvolvimento de inoculantes multicepas, que combinem diferentes BSFs e possivelmente outras bactérias promotoras de crescimento vegetal, pode oferecer um espectro mais amplo de benefícios e maior resiliência em diferentes ambientes agrícolas (Zaidi et al., 2009).  

O uso de bactérias solubilizadoras de fosfato em culturas como algodão, soja e milho representa uma abordagem inovadora e sustentável para otimizar o aproveitamento do fósforo no solo. Ao converter o fósforo em formas mais disponíveis, as BSFs não apenas impulsionam a produtividade dessas culturas, mas também contribuem para a redução da dependência de fertilizantes químicos, a diminuição de custos e a promoção de uma agricultura mais ecologicamente equilibrada. A pesquisa e o desenvolvimento de novas cepas e formulações, acompanhado da educação dos produtores sobre o manejo adequado, são fundamentais para expandir o potencial dessa biotecnologia e consolidá-la como um pilar da agricultura moderna. 

4. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 

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1Docentes do Curso de Agronomia do UNIVAG – Centro Universitário de Várzea Grande. E mail: teodoro.junior@univag.edu.br; debora.jardini@univag.edu.br.
2Discentes do Curso de Agronomia do UNI VAG – Centro Universitário de Várzea Grande. E mail: larissagraciete21@icloud.com; eduardamvieira25@gmail.com; gustavocavalcante638@gmail.com; nascim entoliriel79@gmail.com