Effects of biofertilizers on nonsymbiotic nitrogen fixation in different paddy soils

Resumo

A aplicação excessiva de fertilizantes químicos nitrogenados nos arrozais tem gerado inúmeros problemas ambientais. Os biofertilizantes fixadores de nitrogênio são substitutos adequados para os fertilizantes químicos nitrogenados. Neste estudo, foram selecionados dois solos de arroz representativos (HH e SH) na China com diferenças significativas em suas atividades de fixação de nitrogênio e propriedades físico-químicas. Foram avaliados os efeitos de 11 tipos de biofertilizantes comerciais fixadores de nitrogênio sobre as propriedades, atividades biológicas não simbióticas de fixação de nitrogênio e abundância do gene nifH no solo. Os resultados revelaram que diferentes biofertilizantes exerceram efeitos distintos sobre a taxa de fixação biológica de nitrogênio (FBN) e a abundância do gene nifH desses solos. As taxas de FBN do solo HH e do solo SH variaram de 10,35 a 21,95 μg kg⁻¹d⁻¹ e de 2,53 a 35,27 μg kg⁻¹d⁻¹, respectivamente. O maior aumento de BNF foi de 80,87% nos solos HH e mais do que dez vezes nos solos SH. Mo é um componente de enzimas fixadoras de nitrogênio, e os resultados mostraram que o teor de Mo estava positivamente correlacionado com a taxa de fixação de nitrogênio em solos SH, que foi o fator mais importante afetando a taxa de fixação de nitrogênio. A aplicação de biofertilizantes com alto teor de Mo em solos de arroz deficitários em Mo pode ser uma medida eficaz para aumentar o aporte de N no solo. O tamanho da população de cepas fixadoras de nitrogênio nos 11 biofertilizantes variou de 2,6 10³ a 1,2 10⁸ CFU g⁻¹, e 32 cepas foram identificadas por sequenciamento do gene 16S rRNA. As cepas B4 (Pantoea wallisii), B5 (Pantoea anthophila) e B8 (Bacillus paralicheniformis) apresentaram as maiores taxas de FBN em meio isento de nitrogênio. Este estudo elucidou as contribuições de vários biofertilizantes comerciais para a fixação de nitrogênio não simbiótico em solos de arroz e revelou os mecanismos subjacentes. Estes resultados fornecem uma base teórica para o desenvolvimento e aplicação prática de biofertilizantes, e irão informar estratégias para aumentar a eficácia dos biofertilizantes em ambientes agrícolas.

Abstract