The phosphate-solubilising fungi in sustainable agriculture: unleashing the potential of fungal biofertilisers for plant growth

  • S. F. Fu
  • V. K. Balasubramanian
  • C. L. Chen
  • T. T. Tran
  • J. B. Muthuramalingam
  • J. Y. Chou
2024 - Folia Microbiologica
Palavras-chave: Biofertilizante, fungos solubilizadores de fosfato (FSF), promoção do crescimento vegetal, microbioma do solo, agricultura sustentável
Termos de indexação: Interações sinérgicas, ácidos orgânicos, enzimas, leveduras, absorção de nutrientes, microrganismos
 

Resumo

Os fungos solubilizadores de fosfato (FSF) são microrganismos benéficos que desempenham um papel fundamental no crescimento das plantas, aumentando a disponibilidade de fósforo (P) no solo. Embora o fósforo seja um nutriente essencial para as plantas, ele frequentemente se torna inacessível ao se ligar em formas insolúveis. Os FSF facilitam efetivamente a liberação desse fósforo ligado através de diversos mecanismos. Numerosas espécies fúngicas demonstram a capacidade de solubilizar vários tipos de compostos fosfatados. Entre os FSF comumente pesquisados estão Penicillium, Aspergillus, Rhizopus, Fusarium, Trichoderma e Sclerotium. Além disso, leveduras como Saccharomyces cerevisiae podem ser potencialmente aproveitadas como FSF. Os FSF secretam ácidos orgânicos que quelam os íons fosfato, aumentando assim sua solubilidade no solo. Além disso, os FSF contribuem para a decomposição de compostos de fósforo orgânico no solo, empregando enzimas como fosfatases, fitases e fosfonatases. Além disso, os FSF podem interagir com outros microrganismos do solo, incluindo bactérias fixadoras de nitrogênio e fungos micorrízicos arbusculares (FMAs), promovendo efeitos sinérgicos que melhoram ainda mais o crescimento das plantas e a absorção de nutrientes. A utilização de FSF como biofertilizantes oferece inúmeras vantagens sobre os fertilizantes químicos, incluindo respeito ao meio ambiente, custo-benefício e maior eficiência na utilização de fertilizantes. Além disso, os FSF podem ser benéficos em ambientes desafiadores caracterizados por alta sorção de fosfato. Assim, esta revisão serve como um estudo atualizado que visa ampliar a compreensão dos FSF e suas potenciais aplicações na solubilização de P. Esta revisão também se concentra na diversidade dos FSF, nos mecanismos subjacentes à solubilização, nos papéis ecológicos dos FSF no microbioma do solo e nos benefícios da agricultura sustentável. Ao investigar os papéis ecológicos dos FSF e seu potencial como biofertilizantes, este estudo contribui para uma compreensão mais profunda das práticas agrícolas sustentáveis e aborda os desafios em ambientes com escassez de fosfato.

 

Abstract

Phosphate-solubilising fungi (PSF) are beneficial microorganisms that play a pivotal role in plant growth by increasing the availability of phosphorus (P) in soil. Although phosphorus is an essential nutrient for plants, it often becomes inaccessible as it binds into insoluble forms. PSF effectively facilitate the release of this bound phosphorus through diverse mechanisms. Numerous fungal species demonstrate the ability to solubilise various types of phosphate compounds. Among the commonly researched PSF are Penicillium, Aspergillus, Rhizopus, Fusarium, Trichoderma, and Sclerotium. Moreover, yeasts such as Saccharomyces cerevisiae can potentially be leveraged as PSF. PSF secrete organic acids that chelate phosphate ions, thereby increasing their solubility in the soil. Moreover, PSF contribute to the decomposition of organic phosphorus compounds in soil by employing enzymes such as phosphatases, phytases, and phosphonatases. Furthermore, PSF can interact with other soil microorganisms, including nitrogen-fixing bacteria and arbuscular mycorrhizal fungi (AM-fungi), fostering synergistic effects that further enhance plant growth and nutrient absorption. The utilisation of PSF as biofertilisers offers numerous advantages over chemical fertilisers, including environmental friendliness, cost-effectiveness, and enhanced fertiliser utilisation efficiency. Furthermore, PSF can prove beneficial in challenging environments characterised by high phosphate sorption. Hence, this review serves as an updated study aimed at broadening the understanding of PSF and its potential applications in P solubilisation. This review also focuses on the diversity of PSF, the mechanisms underlying solubilisation, ecological roles of PSF in soil microbiome, and the benefits of sustainable agriculture. By delving into the ecological roles of PSF and their potential as biofertilisers, this study contributes to a deeper understanding of sustainable agriculture practices and addresses challenges in phosphate-scarce environments.

Acessar artigo Copiar link

Artigos relacionados

Plant Growth-Promoting Microorganisms in Coffee Production: From Isolation to Field Application

  • N. Urgiles-Gómez
  • M. E. Avila-Salem
  • P. Loján
  • M. Encalada
  • L. Hurtado
  • S. Araujo
  • Y. Collahuazo
  • J. Guachanamá
  • N. Poma
  • K. Granda
  • A. Robles
  • C. Senés
  • P. Cornejo
Esta revisão sintetiza o conhecimento sobre o uso de microrganismos promotores de crescimento na produção de café, uma cultura de alto valor socioeconômico global. O foco principal está nas rizobactérias promotoras de crescimento e nos fungos micorrízicos arbusculares. A revisão percorre toda a cadeia de desenvolvimento e aplicação desses bioinsumos, desde a diversidade e isolamento de cepas nativas em diferentes latitudes. A revisão destaca que os microrganismos promotores de crescimento são ferramentas biológicas com enorme potencial para tornar a cafeicultura mais sustentável, resiliente e menos dependente de insumos químicos.
café, microrganismos, promotores de crescimento vegetal, associação simbiótica, MPCP, RPCP, FMA
Ler

Prospects for Using Phosphate-Solubilizing Microorganisms as Natural Fertilizers in Agriculture

  • A. Timofeeva
  • M. Galyamova
  • S. Sedykh
Esta revisão consolida o conhecimento sobre o uso de microrganismos solubilizadores de fosfato como biofertilizantes naturais e sustentáveis. A revisão destaca a importância das interações sinérgicas entre microrganismos solubilizadores de fosfato e bactérias fixadoras de nitrogênio, bem como o uso de consórcios microbianos e sua combinação com fertilizantes fosfatados para aumentar a eficiência agronômica. O trabalho conclui que os microrganismos solubilizadores de fosfato representam uma nova fronteira para aumentar a produtividade das culturas de forma econômica e ambientalmente correta
biofertilizante, fixação de nitrogênio, fertilizantes fosfatados, solubilização de fosfato, bactérias do solo, microbioma do solo, agricultura sustentável
Ler

Integration of molecular tools in microbial phosphate solubilization research in agriculture perspective

  • B. Alaylar
  • D. Egamberdieva
  • M. Gulluce
  • M. Karadayi
  • N. K. Arora
Esta revisão aborda a necessidade crucial de integrar ferramentas moleculares à pesquisa tradicional de microrganismos solubilizadores de fósforo para acelerar a descoberta e caracterização de novas estirpes com potencial para biofertilizantes. O artigo destaca que os métodos convencionais de triagem são demorados e limitados, enquanto as técnicas moleculares oferecem abordagens mais rápidas, sensíveis, reprodutíveis e confiáveis. O trabalho enfatiza que a combinação dessas ferramentas é fundamental para o avanço da pesquisa e desenvolvimento de biofertilizantes eficientes e sustentáveis.
Ferramentas moleculares, técnicas baseadas em PCR, solubilização de fosfato, microrganismos solubilizadores de fosfato
Ler