Effects of phosphorus-mobilizing bacteria on tomato growth and soil microbial activity

Resumo

Objetivos

O objetivo do nosso estudo foi esclarecer se a inoculação de um solo com a bactéria Pseudomonas sp. RU47 (RU47) estimularia a clivagem enzimática de compostos orgânicos de P na rizosfera e no solo em geral, promovendo o crescimento das plantas. A adição de células RU47 viáveis ou tratadas termicamente possibilitou separar os efeitos diretos dos indiretos do inoculo no ciclo de P no solo e nas plantas.

Métodos

Realizamos um experimento de rhizobox em estufa agrícola com plantas de tomate (Solanum lycopersicum) em condições de solo com baixo teor de P. Foram conduzidos três tratamentos de inoculação, usando bactérias do solo cultivadas de forma não seletiva (mistura bacteriana), células RU47 viáveis (RU47) e tratadas termicamente (HT-RU47), e um tratamento não inoculado e fertilizado com P ideal. Verificamos o crescimento das plantas, a disponibilidade de nutrientes, as atividades enzimáticas e a estrutura da comunidade microbiana no solo.

Resultados

Um efeito de promoção do crescimento da planta com melhor absorção de P foi observado em ambos os tratamentos com RU47. As inoculações de células RU47 aumentaram a atividade da fosfatase microbiana (PA) na rizosfera.

Conclusões

A promoção do crescimento das plantas pelas células RU47 está associada principalmente ao aumento da PA microbiana no solo, enquanto a promoção de Pseudomonas indígenas e os efeitos fito-hormonais parecem ser os mecanismos dominantes ao adicionar células HT-RU47. Assim, o uso da RU47 oferece uma abordagem promissora para uma fertilização mais eficiente de P na agricultura.

Abstract

Aims

The aim of our study was to clarify whether inoculating a soil with Pseudomonas sp. RU47 (RU47) bacteria would stimulate the enzymatic cleavage of organic P compounds in the rhizosphere and bulk soil, promoting plant growth. Adding either viable or heat treated RU47 cells made it possible to separate direct from indirect effects of the inoculum on P cycling in soil and plants.

Methods

We performed a rhizobox experiment in the greenhouse with tomato plants (Solanum lycopersicum) under low P soil conditions. Three inoculation treatments were conducted, using unselectively grown soil bacteria (bacterial mix), heat treated (HT-RU47) and viable RU47 (RU47) cells, and one not inoculated, optimally P-fertilized treatment. We verified plant growth, nutrient availability, enzyme activities and microbial community structure in soil.

Results

A plant growth promotion effect with improved P uptake was observed in both RU47 treatments. Inoculations of RU47 cells increased microbial phosphatase activity (PA) in the rhizosphere.

Conclusions

Plant growth promotion by RU47 cells is primarily associated with increased microbial PA in soil, while promotion of indigenous Pseudomonads as well as phytohormonal effects appear to be the dominant mechanisms when adding HT-RU47 cells. Thus, using RU47 offers a promising approach for more efficient P fertilization in agriculture.