ISSN 04-6187 Novembro, 1998 0 Seleção de Genótipos de Milho e Arroz mais Eficientes Quanto ao Ganho de N Através de Fixação Biológica de N 2 Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária Agrobiologia Ministério da Agricultura e do Abastecimento Documentos Número, 73
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ISSN 04-6187 Documentos · 2 Pesquisador da Embrapa Agrobiologia, Caixa Postal 74505, Cep 23851-970, Seropédica-RJ. 5 produção e acúmulo de N foram dependentes da capacidade de
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ISSN 04-6187
Novembro, 1998
0
Seleção de Genótipos de Milho e Arroz mais Eficientes
Quanto ao Ganho de N Através de Fixação Biológica de N2
Empresa Brasileira de Pesquisa AgropecuáriaAgrobiologia
Ministério da Agricultura e do Abastecimento
Documentos
Número, 73
República Federativa do Brasil
PresidenteFernando Henrique Cardoso
Ministério da Agricultura e do Abastecimento
MinistroFrancisco Turra
Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária – Embrapa
Diretor PresidenteAlberto Duque Portugal
DiretoresElza Ângela Battaggia Brito da Cunha
Dante Daniel Giacomelli ScolariJosé Roberto Rodrigues Peres
Chefias da AgrobiologiaChefe Geral: Maria Cristina Prata Neves
Chefe Adj. de Pesq. e Desenvolvimento: Sebastião Manhães SoutoChefe Adjunto Administrativo: Vanderlei Pinto
DOCUMENTO Nº 73 ISSN 0104-6187
Novembro 1998
Seleção de Genótipos de Milho e Arroz mais Eficientes
Quanto ao Ganho de N Através de Fixação Biológica de N2
Fábio Bueno dos Reis JúniorJohanna Döbereiner
Vera Lúcia Divan BaldaniVerônica Massena Reis
Altair Toledo Machado
Seropédica - RJ1998
Exemplares desta publicação podem ser solicitados à:
Expediente:Revisor: Sebastião Manhães SoutoNormalização Bibliográfica/Confecção/Padronização: Dorimar dos Santos Felix Sérgio Alexandre Lima
Comitê de Publicações: Sebastião Manhães Souto(Presidente) Johanna Döbereiner José Ivo Baldani Norma Gouvêa Rumjanek José Antônio Ramos Pereira Paulo Augusto da Eira Dorimar dos Santos Felix (Bibliotecária)
REIS JÚNIOR, F.B. dos; DÖBEREINER, J.; BALDANI, V.L.D.; REIS, V.M.;MACHADO, A.T. Seleção de Genótipos de Milho e Arroz mais Eficientes Quantoao Ganho de N Através de Fixação Biológica de N2. Seropédica: EmbrapaAgrobiologia, nov. 1998. 24p. (Embrapa-CNPAB. Documentos, 73).
ISSN 0104-6187
1. Fixação biológica de nitrogênio (FBN). 2. Milho. 3. Arroz. 4. Seleção genotipa. I.Döbereiner, J., colab. II. Baldani, V.L.D., colab. III. Reis, V.M., colab. IV. Machado, A.T.,colab. V. Embrapa. Centro Nacional de Pesquisa de Agrobiologia (Seropédica, RJ). VI.Título. VII. Série.
kg/haNitroflint 4160 b 3737 b 3330 a 2360 a 3397 eNitrodente 5765 a 5425 a 3967 a 2922 a 4520 aBR 106 4790 ab 4692 ab 4130 a 3460 a 4268 bCaiano 4487 ab 4675 ab 4045 a 2905 a 4028 cCarioca 4725 ab 4590 ab 3490 a 3022 a 3957 cAntigo Maya 4532 ab 4597 ab 3667 a 3347 a 4036 cP. Dourada 4430 ab 4165 b 3322 a 3082 a 3750 dCatetão 4275 b 4297 ab 3670 a 3832 a 4019 c
Média ensaios 4646 A 4523 B 3703 C 3117 D
DMS1 1305 1080 764,5 1310DMS2 141DMS3 94
CV (%) 19,11 16,24 14,04 28,57Médias seguidas de letras iguais, minúsculas nas colunas e maiúsculas nas linhas, não diferem entre sipelo teste de Duncan a 5% de probabilidade. CV (%) Coeficiente de variação. DMS1, 2, 3 , diferença mínimasignificativa a 5% pelo teste de Duncan, respectivamente, para as variedades dentro de cada experimento,para a média das variedades e para a média dos ensaios.(1) com nível alto de N (120 kg/ha) e alto de P (70 Kg P/ha), o segundo (2) com nível alto de N e baixo de P
(17,5 kg/ha), o terceiro (3) com nível baixo de N (20 kg/ha) e alto de P e o quarto (4) com nível baixo deN e P
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Tabela 2. Teor de N e P nos grãos das variedades de milho avaliadas em 4 ensaios comcombinações de níveis de N e P. Média de 4 repetições.
Nitroflint 17,29 abc 17,82 ab 16,65 abc 16,95 ab 17,18 cNitrodente 15,76 d 16,70 bc 16,04 bc 15,81 a 16,08 eBR 106 15,46 d 15,33 d 15,08 c 14,16 c 15,01 fCaiano 16,65 bcd 16,32 cd 15,16 c 15,74 b 15,97 eCarioca 16,17 cd 16,93 bc 16,78 abc 15,89 b 16,44 dAntigo Maya 16,30 cd 16,96 bc 16,73 abc 16,22 b 16,55 dP. Dourada 18,02 ab 18,48 a 17,72 ab 16,90 ab 17,78 bCatetão 18,30 a 18,20 a 18,02 a 18,00 a 18,07 aMédiaensaios
16,71 B 17,09 A 16,52 C 16,21 D
DMS1 1,36 1,04 1,74 1,28DMS2 0,15DMS3 0,10
CV (%) 5,52 4,15 7,17 5,38
Teor de P (g P/kg)Nitroflint 5,59 ab 5,80 abc 6,97 a 6,49 a 6,21 bNitrodente 4,85 b 5,72 bc 5,45 c 5,79 abc 5,45 eBR 106 4,63 b 5,00 c 5,43 c 4,97 c 5,01 gCaiano 5,13 ab 5,43 c 5,54 c 5,66 abc 5,44 eCarioca 4,95 ab 5,87 abc 5,76 bc 5,90 ab 5,62 dAntigo Maya 4,92 ab 5,76 bc 5,21 c 5,36 bc 5,31 fP. Dourada 5,17 ab 6,48 ab 5,89 bc 6,27 a 5,96 cCatetão 5,87 a 6,65 a 6,62 ab 6,33 a 6,37 aMédiaensaios
5,14 B 5,84 A 5,86 A 5,85 A
DMS1 0,90 0,80 0,82 0,82DMS2 0,08DMS3 0,06
CV (%) 11,93 9,32 9,53 9,57Médias seguidas de letras iguais, minúsculas nas colunas e maiúsculas nas linhas, não diferem entre sipelo teste de Duncan a 5% de probabilidade. CV (%) Coeficiente de variação. DMS1, 2, 3 , diferença mínimasignificativa a 5% pelo teste de Duncan, respectivamente, para as variedades dentro de cada experimento,para a média das variedades e para a média dos ensaios. *Significativo a 5% de probabilidade pelo teste F.** Significativo a 1% de probabilidade pelo teste F.(1) com nível alto de N (120 kg/ha) e alto de P (70 Kg P/ha), o segundo (2) com nível alto de N e baixo de P(17,5 kg/ha), o terceiro (3) com nível baixo de N (20 kg/ha) e alto de P e o quarto (4) com nível baixo de N eP
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Tabela 3. Conteúdo de N e P nos grãos das variedades de milho avaliadas em 4 ensaios comcombinações de níveis de N e P. Média de 4 repetições.
Conteúdo de N (kg N/ha)Nitroflint 71,88 a 66,64 b 55,06 a 40,36 b 58,49 cNitrodente 90,87 a 90,64 a 62,93 a 46,41 ab 72,71 aBR 106 73,12 a 70,91 ab 62,47 a 49,65 ab 64,04 bCaiano 74,76 a 76,31 ab 61,49 a 45,29 b 64,46 bCarioca 76,33 a 77,74 ab 58,81 a 48,03 ab 65,23 bAntigo Maya 76,76 a 78,48 ab 61,32 a 54,00 ab 66,89 bP. Dourada 80,05 a 77,05 ab 58,75 a 52,00 ab 66,96 bCatetão 78,23 a 78,43 ab 66,19 a 69,06 a 72,98 a
Médiaensaios
77,38 A 77,03 A 60,88 B 50,60 C
DMS1 21,51 18,38 12,91 20,68DMS2 1,56DMS3 1,56
CV (%) 18,91 16,23 14,43 27,80
Conteúdo de P (kg P/ha)Nitroflint 23,33 a 21,80 b 23,13 a 15,27 b 20,88 dNitrodente 27,83 a 30,79 a 21,72 a 17,05 ab 24,35 bBR 106 22,12 a 22,93 ab 22,45 a 17,56 ab 21,27 cdCaiano 22,99 a 25,47 ab 22,38 a 15,82 b 21,66 cdCarioca 23,31 a 27,05 ab 19,84 a 17,83 ab 22,01 cdAntigo Maya 22,30 a 26,78 ab 19,08 a 17,88 ab 21,51 cdP. Dourada 23,64 a 27,06 ab 19,57 a 19,43 ab 22,42 cCatetão 25,19 a 28,74 ab 24,19 a 24,28 a 25,60 aMédiaensaios
DMS1 8,02 7,53 5,47 7,34DMS2 0,84DMS3 0,57
CV (%) 22,88 19,46 17,25 27,51Médias seguidas de letras iguais, minúsculas nas colunas e maiúsculas nas linhas, não diferem entre sipelo teste de Duncan a 5% de probabilidade. CV (%) Coeficiente de variação. DMS1, 2, 3 , diferença mínimasignificativa a 5% pelo teste de Duncan, respectivamente, para as variedades dentro de cada experimento,para a média das variedades e para a média dos ensaios. *Significativo a 5% de probabilidade pelo teste F.** Significativo a 1% de probabilidade pelo teste F.(1) com nível alto de N (120 kg/ha) e alto de P (70 Kg P/ha), o segundo (2) com nível alto de N e baixo de P(17,5 kg/ha), o terceiro (3) com nível baixo de N (20 kg/ha) e alto de P e o quarto (4) com nível baixo de N e P
Experimento 2: Efeito da inoculação em milho com bactériasdiazotróficas, no incremento da produção de grãos, absorção denitrogênio e atividade das enzimas glutamina sintetase e nitratoredutase
Para estudar o efeito da inoculação de bactérias diazotróficas na variedade Nitroflint,
dois experimentos foram realizados, sendo o primeiro a nível de campo e o segundo em
casa de vegetação. Utilizou-se dois fatores de avaliação, inoculação com bactérias
diazotróficas (com e sem) e adubação nitrogenada (alto e baixo). Os caracteres avaliados
para o experimento de campo foram: produção de grãos, conteúdo de nitrogênio nos
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grãos e na planta, e atividade das enzimas nitrato redutase (NR) e glutamina sintetase
(GS) (reação da transferase). No ensaio de casa de vegetação os caracteres avaliados
foram massa fresca (MF), atividade das enzimas NR e GS (reação da transferase e
sintetase) e contagem de bactérias em três meios denominados LGI (A. amazonense),
JNFb (Herbaspirillum seropedicae) e NFb (A. Lipoferum) na parte aérea e raízes. No
experimento de campo, a inoculação com bactérias diazotróficas teve efeito na produção
de grãos e no conteúdo de nitrogênio dos grãos (Tabela 4). Atividade da GS reação da
transferase e MF foram influenciados pela inoculação (Tabela 5). Na Tabela 6, encontra-
se a contagem de bactérias. Correlação entre os meios de crescimento e os caracteres
para os caracteres com alto e baixo nível de N, são apresentados nas Tabelas 7 e 8. Na
Tabela 7, observa-se que o meio LGI correlacionou-se com GSR tanto na parte aérea
como na raiz e na Tabela 8, pode-se verificar que o meio LGI correlacionou-se com GSTR
de forma significativa tanto na parte aérea como na raiz. Os dados apresentados, indicam
a importância das bactérias do tipo A. amazonense (crescidas no meio LGI) no
incremento da atividade da GS na raiz.
Tabela 4. Valores médios de produção de grãos (Pg) em kg/ha, conteúdo de nitrogênio total daplanta (Ntp) e dos grãos (Ng) em kg N/ha e atividade das enzimas glutamina sintetase(GS) e nitrato redutase (NR) em µmol/hora/grama de tecido. Ensaio em bloco ao acaso,com dois níveis de adubação nitrogenada (10 e 100 kg N/ha) e com e sem inoculaçãocom bactérias diazotróficas, dados médios de três repetições. Seropédica, 1995.
Tratamentos Pg Ntp Ng GS NRCom inoculação e 10 kgN/ha 2780 16,02 40,89 399 1,28Com inoculação e 100 kgN/ha 5790 21,23 95,13 403 1,95Sem inoculação e 10 kgN/ha 1400 16,80 22,36 456 1,21Sem inoculação e 100 kgN/ha 4830 24,58 73,73 455 1,70DMS (5 %) 2010 6,32 31,21 ns NsMédia dos tratamentos com inoculação 4291* 18,63 68,01** 401 1,61média dos tratamentos sem inoculação 3118 20,69 48,05 455 1,45Média dos ambientes com 10 kgN/ha 2096 16,41 31,63 427 1,24Média dos ambientes com 100 kgN/ha 5313*** 22,90** 84,43*** 429 1,83
* Significativo a 10 % pelo teste F** Significativo a 5 % pelo teste F*** Significativo a 1 % pelo teste F
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Tabela 5. Valores médios de produção de massa fresca (MF) em grama/planta e atividade dasenzimas glutamina sintetase a partir da reação da transferase realizada na folha (GSTF)e na raiz (GSTR) e a partir da reação da sintetase na folha (GSSF) e na raiz (GSSR) enitrato redutase (NR) em µmol/hora/gramas de tecido fresco. Ensaio em blocos aoacaso com dois níveis de nitrogênio (10 e 100% N) e tratamentos com e sem inoculaçãode bactérias diazotróficas. Dados médios de três repetições
Tratamentos MF GSTF GSTR GSSF GSSR NRCom inoculação e 10 kgN/ha 1,06 139 181 89 63 0,12Com inoculação e 100 kgN/ha 2,28 108 194 197 83 1,15Sem inoculação e 10 kgN/ha 0,76 150 112 116 56 0,26Sem inoculação e 100 kgN/ha 1,92 119 206 234 79 1,07DMS (5%) 0,48 32,33 28,30 99,83 15,90 0,62Média dos tratamentos com inoculação 1,67* 124 187* 143 76 0,63Média dos tratamentos sem inoculação 1,34 135 159 175 67 0,66Média do nível baixo de N 0,91 145* 146 102 60 0,19Média do nível alto de N 2,10** 114 200** 215** 84* 1,10*
* Significativo a 5 % pelo teste F** Significativo a 1 % pelo teste F
Tabela 6. Número de bactérias crescidas em três diferentes meios de cultura, denominados: LGI(A. amazonense), JNFb ( Herbaspirillum seropedicae) e NFb ( A.lipoferum ) em númerode células/ml, realizados na parte aérea e nas raízes de milho. Ensaio em blocos aoacaso com três repetições.
Parte aérea--------------------------------------
Raiz-----------------------------------------
Tratamentos LGI JNFb NFb LGI JNFb NFbCom inoculação1 1,3 x 103 3,1 x 105 5,8 x 104 1,8 x 105 1,1 x 106 1,1 x 106
Sem inoculação 0,00 1,6 x 104 1,4 x 103 1,0 x 102 3,8 x 105 3,6 x 105
1 Inoculação realizada com uma mistura de bactérias diazotróficas
Tabela 7. Correlação entre o número de bactérias crescidas nos meios NFb, LGI e JNFb da parteaérea e raiz de milho com os caracteres nitrato redutase (NR), glutamina sintatesereação de transferase na folha (GSTF), na raiz (GSTR), glutamina sintetase reação desíntese na folha (GSSF), na raiz (GSSR) e matéria fresca (MF), para o tratamento cominoculação e alto nível de N (100%N).
Parte aérea NR GSTF GSTR GSSF GSSR MFNFb 0,205 -0,267 -0,181 -0,453 0,429 0,899**
* Significativo a 5 % pelo teste t** Significativo a 1% pelo teste t
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Tabela 8. Correlação entre o número de bactérias crescidas nos meios NFb, LGI e JNFb na parteaérea e nas raízes de milho, com os caracteres nitrato redutase (NR), glutaminasintatese reação de transferase na folha (GSTF), na raiz (GSTR), glutamina sintetasereação de síntese na folha (GSSF), na raiz (GSSR) e matéria fresca (MF), para otratamento com inoculação e baixo nível de N (10 %N).
Parte aérea NR GSTF GSTR GSSF GSSR MFNFb -0,770 -0,446 0,617 -0,580 0,398 0,874*
Quantificação da FBN associada com a cultura de arroz irrigado
As avaliações a cerca da seleção de genótipos de arroz eficientes para a alta FBN
começaram em 1989 e desde então, inúmeros genótipos vem sendo testados, ao mesmo
tempo, que genótipos já testados vem sendo utilizados de forma que seja possível
trabalhar com um padrão comparativo de eficiência da FBN, abaixo segue resultado dos
últimos 2 anos de trabalho.
Experimento nº 1. Quantificação da FBN em 40 genótipos de arrozinundado, em solo marcado com 15N, através da técnica de diluiçãoisotópica de 15N - Rendimento de grãos, produção de matéria seca eíndice de colheita:
Ano 95/96O estudo foi desenvolvido na Embrapa-Agrobiologia, Km47-Seropédica-Rio de
Janeiro. Nesta pesquisa trabalhou-se com genótipos de arroz irrigado, que vem sendo
selecionados para solos pobres e que têm sido considerados promissores para alta FBN
em estudos anteriores (Urquiaga et al., 1991), e novos genótipos fornecidos pela
Embrapa-CNPAF.
Nesta pesquisa, os 16 genótipos estudados foram: BG 90-2, CNA 6444, CNA 6750,
Quantificação da FBN em arroz de sequeiro com e sem a inoculação de
bactérias diazotróficas
Experimento de Vasos Contendo 15N
Os resultados obtidos no experimento de vasos contendo marcação estável de 15N
avaliados 130 dias após o plantio mostraram que a inoculação promoveu um aumento de
todos os parâmetros analisados. As estirpes homólogas isoladas de raízes esterilizadas
de arroz e previamente selecionadas no experimento "in vitro" e em casa de vegetação
(ZAE 67, ZAE 94, M 130 e M209) foram superiores as demais estirpes utilizadas,
proporcionando um aumento de até 20% na porcentagem de N provenientes da fixação.
Da mesma forma que nos experimentos anteriores, a inoculação foi benéfica para todos
os parâmetros analisados independentemente das estirpes utilizadas. (Tabela 1) o que
pode refletir numa melhor qualidade dos grãos. Quanto a produção de grãos a estirpe M
209 de Burkholderia sp. foi estatisticamente melhor, com uma produção de 3,33 g/vaso o
que correspondeu a um aumento de 60% em relação a testemunha. As plantas
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inoculadas com esta estirpe também produziram grãos de melhor qualidade, pois
acumularam maior quantidade de nitrogênio nos grão. Entretanto não houve diferença
entre as demais estirpes utilizadas (Tabela 2).
Tabela 1. Efeito da inoculação de diferentes estirpes de Herbaspirillum spp. e Burkholderia sp. naparte aérea de arroz, crescido em vasos com solo marcado com 15N (média de 4repetições).
1- Estirpes de Herbaspirillum seropedicae isoladas de raízes esterilizadas de arroz.2- Estirpe de Herbaspirillum rubrisubalbicans3- Estirpe de Azospirillum brasilense isolada de raízes esterilizadas de arroz.4- Estirpes de Burkholderia sp. isoladas de arroz.
Tabela 2. Efeito da inoculação de diferentes estirpes de Herbaspirillum e Burkholderia sp. naprodução de grãos de arroz crescido em vasos com solo marcado com 15N (média de 4repetições).