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Authors
Abstract(s)
Global warming and bad agricultural practices are affecting the environment, with an
impact on food productivity. Applying sustainable practices in agriculture is essential to maintain
soil fertility and to promote crop productivity. It has been demonstrated that plant growth
promoting bacteria (PGPB) have positive effects on plants because of their ability to influence
plant’s growth through direct and indirect effects, such as production of phytohormones, increase
of nutrient availability and/or synthesis of biocontrol agents. From Escola Superior de
Biotecnologia collection of PGPB, thirteen strains were screened in vitro for abilities such as
osmotic tolerance and indole acetic acid production under different osmotic potentials. Two
bacterial strains were selected, Pseudomonas fluorescens (S3X) and Ralstonia eutropha (1C2) for
a greenhouse assay using maize (Zea mays) as target plant to assess their effect on plant
productivity under water stress. Different inoculation treatments were applied (control,
commercial inoculum, S3X, 1C2 and co-inoculation of both strains) as well as different inocula
size (V1 and V2, 3.3x103
and 2.5x106
cell. g-1
dry weight, respectively). Maize plants were
subjected to different water regimes (80, 60 and 40% of water holding capacity (WHC)). The water
regime at 40% of WHC affected to higher extent plant growth, such as elongation and biomass, as
well as plant nutrient uptake and activity of soil enzymes. Application of the commercial inoculum
proved to be the less effective treatment in enhancing plant growth under the water stress deficit.
The highest improvement on plant growth was observed with the co-inoculation of strains S3X
and 1C2 at 80 and 60% of WHC and no differences were observed between the two inocula size
applied. The co-inoculation improved shoot biomass by 20 and 28% in V1 and by 16 and 47% in
V2 at 80 and 60% of WHC, respectively. The consortia at 60% caused 11% increase in root
biomass in V2. Nitrogen and phosphorous accumulation in shoot and root was also improved by
the addition of both strains into the rhizosphere at 80 and 60%. Nutrient use efficiency was also
calculated and the inoculation of both strains enhanced this parameter. Overall, the highest
enhancement of plant performance occurred when the mixture of P. fluorescens S3X and R.
eutropha 1C2 was used, with similar effects with the two inocula size. Combinations of PGPBs
may prove to be of significant advantage for the design of bioinoculants for agriculture.
O aquecimento global e práticas agrícolas desadequadas estão a afetar o meio ambiente, causando um grande impacto na produtividade alimentar. Deste modo, o uso de práticas sustentáveis na agricultura é essencial para manter a fertilidade do solo e para promover o aumento da produtividade de culturas economicamente importantes. Vários estudos demostraram que o uso de bactérias promotoras do crescimento vegetal (do inglês PGPB) tem efeitos positivos em diferentes espécies, o que está relacionado com a sua capacidade em produzir fitohormonas, com o aumento da absorção de nutrientes e/ou com a síntese de agentes de biocontrolo. Da coleção da Escola Superior de Biotecnologia de PGPB, foram testadas treze estirpes in vitro para avaliar a sua tolerância osmótica e a produção de ácido indolacético sob condições de stresse osmótico. Foram selecionadas duas estirpes, Pseudomonas fluorescens (S3X) e Ralstonia eutropha (1C2), para avaliar o seu efeito de promoção de crescimento de milho (Zea mays) quando sujeitas a diferentes regimes hídricos (80, 60 e 40% de capacidade de retenção água no solo). Os tratamentos incluíram diferentes regimes de inoculação (controlo, inóculo comercial, S3X, 1C2 e co-inoculação de ambas as estirpes) assim como diferentes volumes de inóculo (V1 e V2 -3.3x103 e 2.5x106 células. g-1 peso seco, respetivamente). O regime hídrico severo foi o que mais afetou o crescimento das plantas, ao influenciar negativamente parâmetros de crescimento, tais como elongamento e biomassa, absorção de nutrientes e a atividade de algumas enzimas no solo. A aplicação do inóculo comercial mostrou-se menos eficaz na promoção de crescimento das plantas sob o stress hídrico. A co-inoculação das estirpes S3X e 1C2 resultou no tratamento mais vantajoso para o crescimento das plantas, no entanto os volumes de inóculo aplicados não afetaram a performance das plantas. A co-inoculação promoveu um aumento de 20 e 28% de biomassa na parte aérea das plantas no tratamento V1 e 16 e 47% no V2 a 80 e 60% de humidade, respetivamente. Também causou um aumento de 11% na biomassa das raízes sob 60% de humidade no tratamento V2. A acumulação de azoto e fósforo, tanto na parte aérea como nas raízes das plantas, também foi positivamente influenciada pela co-inoculação das estirpes e ainda a inoculação de ambas as estirpes incrementou a eficiência de uso de nutrientes. De forma geral, o melhor desempenho das plantas ocorreu quando a co-inoculação das estirpes P. fluorescens S3X e R. eutropha 1C2 foi usada, sendo que as combinações de PGPB podem constituir uma grande vantagem para o desenho de bioinoculantes para a agricultura.
O aquecimento global e práticas agrícolas desadequadas estão a afetar o meio ambiente, causando um grande impacto na produtividade alimentar. Deste modo, o uso de práticas sustentáveis na agricultura é essencial para manter a fertilidade do solo e para promover o aumento da produtividade de culturas economicamente importantes. Vários estudos demostraram que o uso de bactérias promotoras do crescimento vegetal (do inglês PGPB) tem efeitos positivos em diferentes espécies, o que está relacionado com a sua capacidade em produzir fitohormonas, com o aumento da absorção de nutrientes e/ou com a síntese de agentes de biocontrolo. Da coleção da Escola Superior de Biotecnologia de PGPB, foram testadas treze estirpes in vitro para avaliar a sua tolerância osmótica e a produção de ácido indolacético sob condições de stresse osmótico. Foram selecionadas duas estirpes, Pseudomonas fluorescens (S3X) e Ralstonia eutropha (1C2), para avaliar o seu efeito de promoção de crescimento de milho (Zea mays) quando sujeitas a diferentes regimes hídricos (80, 60 e 40% de capacidade de retenção água no solo). Os tratamentos incluíram diferentes regimes de inoculação (controlo, inóculo comercial, S3X, 1C2 e co-inoculação de ambas as estirpes) assim como diferentes volumes de inóculo (V1 e V2 -3.3x103 e 2.5x106 células. g-1 peso seco, respetivamente). O regime hídrico severo foi o que mais afetou o crescimento das plantas, ao influenciar negativamente parâmetros de crescimento, tais como elongamento e biomassa, absorção de nutrientes e a atividade de algumas enzimas no solo. A aplicação do inóculo comercial mostrou-se menos eficaz na promoção de crescimento das plantas sob o stress hídrico. A co-inoculação das estirpes S3X e 1C2 resultou no tratamento mais vantajoso para o crescimento das plantas, no entanto os volumes de inóculo aplicados não afetaram a performance das plantas. A co-inoculação promoveu um aumento de 20 e 28% de biomassa na parte aérea das plantas no tratamento V1 e 16 e 47% no V2 a 80 e 60% de humidade, respetivamente. Também causou um aumento de 11% na biomassa das raízes sob 60% de humidade no tratamento V2. A acumulação de azoto e fósforo, tanto na parte aérea como nas raízes das plantas, também foi positivamente influenciada pela co-inoculação das estirpes e ainda a inoculação de ambas as estirpes incrementou a eficiência de uso de nutrientes. De forma geral, o melhor desempenho das plantas ocorreu quando a co-inoculação das estirpes P. fluorescens S3X e R. eutropha 1C2 foi usada, sendo que as combinações de PGPB podem constituir uma grande vantagem para o desenho de bioinoculantes para a agricultura.
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Keywords
Drought Maize PGPB Seca Milho