Role of Plant Growth Promoting Rhizobacteria in Agricultural Sustainability—A Review

Resumo

Rizobactérias promotoras do crescimento vegetal (RPG) desempenham um papel importante na indústria agrícola sustentável. A crescente demanda por produção agrícola, com redução significativa do uso de fertilizantes químicos sintéticos e pesticidas, representa um grande desafio atualmente. O uso de RPG demonstrou ser uma forma ambientalmente correta de aumentar a produtividade agrícola, facilitando o crescimento vegetal por meio de um mecanismo direto ou indireto. Os mecanismos de RPG incluem a regulação do equilíbrio hormonal e nutricional, a indução de resistência contra patógenos vegetais e a solubilização de nutrientes para fácil absorção pelas plantas. Além disso, as RPG apresentam interações sinérgicas e antagônicas com microrganismos na rizosfera e além, no solo, o que indiretamente aumenta a taxa de crescimento vegetal. Existem muitas espécies de bactérias que atuam como RPG, descritas na literatura como bem-sucedidas em melhorar o crescimento vegetal. No entanto, existe uma lacuna entre o modo de ação (mecanismo) das RPG para o crescimento vegetal e o papel das RPG como biofertilizante — daí a importância da tecnologia de nanoencapsulação para aprimorar a eficácia das RPG. Portanto, esta revisão preenche a lacuna mencionada e resume o mecanismo do PGPR como biofertilizante para a sustentabilidade agrícola.

Abstract

Plant growth promoting rhizobacteria (PGPR) shows an important role in the sustainable agriculture industry. The increasing demand for crop production with a significant reduction of synthetic chemical fertilizers and pesticides use is a big challenge nowadays. The use of PGPR has been proven to be an environmentally sound way of increasing crop yields by facilitating plant growth through either a direct or indirect mechanism. The mechanisms of PGPR include regulating hormonal and nutritional balance, inducing resistance against plant pathogens, and solubilizing nutrients for easy uptake by plants. In addition, PGPR show synergistic and antagonistic interactions with microorganisms within the rhizosphere and beyond in bulk soil, which indirectly boosts plant growth rate. There are many bacteria species that act as PGPR, described in the literature as successful for improving plant growth. However, there is a gap between the mode of action (mechanism) of the PGPR for plant growth and the role of the PGPR as biofertilizer—thus the importance of
nano-encapsulation technology in improving the efficacy of PGPR. Hence, this review bridges the gap mentioned and summarizes the mechanism of PGPR as a biofertilizer for agricultural sustainability.