Manganese reduction in the rhizosphere of mycorrhizal and nonmycorrhizal maize
- K. Posta
- H. Marschner
- V. Römheld
Resumo
A influência dos microrganismos da rizosfera e da micorriza vesicular-arbustiva (MVA) na absorção de manganês (Mn) em plantas de milho (Zea mays L. cv. Tau) foi estudada em experimentos em vasos sob condições ambientais controladas. As plantas foram cultivadas por 7 semanas em solo calcário esterilizado em vasos com compartimentos separados para o crescimento das raízes e das hifas dos fungos micorrizicos vesicular-arbusculares (FMVA). O solo foi deixado sem inoculação (controle) ou, antes do plantio, foi inoculado apenas com microrganismos da rizosfera (MO-MVA) ou com microrganismos da rizosfera juntamente com um fungo micorrízico FMVA [Glomus mosseae (Nicol e Gerd.) Gerdemann e Trappe] (MO+FMVA). O tratamento com micorriza não afetou o peso seco da parte aérea, mas o peso seco das raízes foi ligeiramente inibido nos tratamentos MO+FMVA e MO-MVA em comparação com o controle não inoculado. As concentrações de Mn nas partes aéreas diminuíram na ordem MO-MVA > MO+FMVA > controle. No solo da rizosfera, a população microbiana total foi maior nos tratamentos micorrízicos (MO+FMVA) do que nos não micorrízicos (MO-MVA), mas a proporção de populações microbianas redutoras de Mn foi cinco vezes maior no tratamento não micorrízico, sugerindo mudanças qualitativas substanciais nas populações microbianas da rizosfera após a infecção das raízes pelos fungos micorrízicos. O grupo microbiano mais importante na redução de Mn foi Pseudomonas fluorescentes. O tratamento micorrízico diminuiu não apenas o número de redutores de Mn, mas também a liberação de exsudatos radiculares solubilizadores de Mn, que foram coletados por percolação de plantas de milho cultivadas em tubos plásticos preenchidos com areia de quartzo. Em comparação com as plantas micorrízicas, os exsudatos radiculares das plantas não micorrízicas tinham capacidade duas vezes maior de redução de Mn. Portanto, mudanças tanto na população microbiana da rizosfera quanto na exsudação radicular são provavelmente responsáveis pela menor aquisição de Mn em plantas micorrízicas.
Abstract
The influence of rhizosphere microorganisms and vesicular-arbuscular (VA) mycorrhiza on manganese (Mn) uptake in maize (Zea mays L. cv. Tau) plants was studied in pot experiments under controlled environmental conditions. The plants were grown for 7 weeks in sterilized calcareous soil in pots having separate compartments for growth of roots and of VA mycorrhizal fungal hyphae. The soil was left either uninoculated (control) or prior to planting was inoculated with rhizosphere microorganisms only (MO-VA) or with rhizosphere microorganisms together with a VA mycorrhizal fungus [Glomus mosseae (Nicol and Gerd.) Gerdemann and Trappe] (MO+VA). Mycorrhiza treatment did not affect shoot dry weight, but root dry weight was slightly inhibited in the MO+VA and MO-VA treatments compared with the uninoculated control. Concentrations of Mn in shoots decreased in the order MO-VA > MO+VA > control. In the rhizosphere soil, the total microbial population was higher in mycorrhizal (MO+VA) than nonmycorrhizal (MO-VA) treatments, but the proportion of Mn-reducing microbial populations was fivefold higher in the nonmycorrhizal treatment, suggesting substantial qualitative changes in rhizosphere microbial populations upon root infection with the mycorrhizal fungi. The most important microbial group taking part in the reduction of Mn was fluorescent Pseudomonas. Mycorrhizal treatment decreased not only the number of Mn reducers but also the release of Mn-solubilizing root exudates, which were collected by percolation from maize plants cultivated in plastic tubes filled with gravel quartz sand. Compared with mycorrhizal plants, the root exudates of nonmycorrhizal plants had two fold higher capacity for reduction of Mn. Therefore, changes in both rhizosphere microbial population and root exudation are probably responsible for the lower acquisition of Mn in mycorrhizal plants.
