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    Artigo

    Combine application of N and biofertilizers improved plant morphology and soil environment via regulating rhizosphere bacterial community under sugarcane monocropping

    Resumo

    A região sul da China, particularmente a região de Guangxi, contribui significativamente para a indústria açucareira do país. No entanto, esta região enfrenta desafios devido ao uso excessivo de fertilizantes nitrogenados no cultivo da cana-de-açúcar, levando à degradação do solo.  Biofertilizers (BF) significa um importante ponto de viragem neste cenário desafiador globalmente. No entanto, há pouca literatura sobre a co-aplicação de biofertilizantes (BF) e nitrogênio (N) e seus efeitos na comunidade microbiana rizosférica da cana-de-açúcar, propriedades químicas do solo e crescimento acima do solo. Este estudo empregou a combinação de seis tratamentos diferentes em um experimento em casa de vegetação e os resultados mostraram variações significativas na biomassa da cana-de-açúcar, propriedades químicas do solo e comunidade bacteriana rizosfera. Além disso, em comparação com o controle e apenas a adubação de N, a aplicação combinada de biofertilizante e nitrogênio (BF+N) afetou significativamente os micróbios da rizosfera conforme o índice de Shannon e Chao1 (p < 0,05). A alteração da abundância relativa dos micróbios afetou significativamente as propriedades químicas do solo, incluindo pH, carbono total, nitrogênio total, proporção de carbono e nitrogênio, nitrogênio amoniacal e nitrato-nitrogênio. A análise do gráfico ternário mostrou ainda os gêneros bacterianos enriquecidos, ou seja, Burkholderia, Sphingomonas, Meosrhizobium, Rhizobacter, Nitrospirae e Dyella, como resultado da alteração de BF. A análise de redundância também validou os resultados e mostrou que a matéria orgânica do solo, o carbono total e sua relação com nitrogênio e nitrato de amônio foram os principais fatores edáficos na alteração da comunidade microbiana da rizosfera de cana-de-açúcar. Em conclusão, o biofertilizante (1500 kg.ha−1) combinado com 150 kg.ha−1 de ureia (BF2) poderia ser uma estratégia eficaz para aumentar o crescimento da cana-de-açúcar, reduzir os fertilizantes químicos e avançar para um solo sustentável no sistema contínuo de cultivo de cana-de-açúcar.



    Abstract

    The southern area of China, particularly Guangxi region, contributes significantly to the nation’s sugar industry. Nevertheless, this region faces challenges due to excessive use of nitrogen fertilizer in sugarcane cultivation, leading to land degradation. Biofertilizers (BF) signifies an important turning point in this challenging scenario globally. However, there is few literature on the co-application of biofertilizers (BF) and nitrogen (N) fertilizers and their effect on sugarcane rhizosphere microbial community, soil chemical properties, and above-ground growth. This study employed the combination of six different treatment in a netted greenhouse experiment and the results showed a significant variations in sugarcane biomass, soil chemical properties and rhizosphere bacterial community. Further, in comparison to the control and only N fertilization, the combined application of biofertilizer and nitrogen (BF+N) significantly affected the rhizosphere microbes as per the Shannon and Chao1 index (p < 0.05). The altered relative abundance of microbes significantly affected soil chemical properties, including pH, total carbon, total nitrogen, ratio of carbon and nitrogen, ammonium nitrogen, and nitrate-nitrogen. Ternary plot analysis further showed the enriched bacterial genera i.e., Burkholderia, Sphingomonas, Meosrhizobium, Rhizobacter, Nitrospirae, and Dyella, as a result of BF amendment. Redundancy analysis also validated the results and showed that soil organic matter, total carbon, and its ratio to nitrogen and ammonium nitrate were the key edaphic factors in altering the microbial community of sugarcane rhizosphere. In conclusion biofertilizer (1500 kg.ha−1) combined with 150 kg.ha−1 of urea (BF2) could be an effective strategy for enhancing sugarcane growth, reducing chemical fertilizers, and moving towards sustainable soil environment in continuous sugarcane cropping system.


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    S. W. Gillani
    H. Jiang
    Y. Wei
    M. Li
    Z. Yu
    M. Adnan
    M. Zhang

    2024 - Industrial Crops and Products

    Termos de indexação:

    Biofertilizantes, cana-de-açúcar, rizosfera, microbiota do solo, fertilização nitrogenada, sustentabilidade agrícola, gêneros bacterianos

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