Use of compost and phosphate-solubilizing bacteria affect sugarcane mineral nutrition, phosphorus availability, and the soil bacterial community

Resumo

A utilização adequada do fósforo (P) na adubação da cana-de-açúcar é fundamental para reduzir os custos econômicos e o impacto ambiental causados pelas práticas de manejo tradicionais. As bactérias solubilizadoras de fosfato (BSF) desempenham papel essencial na ciclagem do P e em sua transferência para a planta, aumentando a produtividade das culturas. O objetivo deste estudo foi avaliar a labilidade do P no solo e a nutrição mineral das plantas, bem como as alterações na comunidade bacteriana do solo com o uso de fontes alternativas de P e a inoculação com BSF. Foram avaliadas diferentes fontes de P, incluindo composto de resíduos da indústria canavieira, fosfato natural e superfosfato triplo (SFT). Além disso, foi realizado o fracionamento do P do solo para estudar sua disponibilidade. O uso do composto como fonte de P e a coinoculação com Bacillus sp. BACBR04, Bacillus sp. BACBR06 e Rhizobium sp. RIZBR01 aumentaram o teor de P na parte aérea em comparação com os tratamentos não inoculados que receberam apenas composto ou SFT (isto é, P solúvel). Esse tratamento também apresentou aumento dos teores de nitrogênio e potássio no tecido vegetal. O aumento do teor de P correlacionou-se com o aumento da disponibilidade de P no solo, bem como com alterações na comunidade bacteriana do solo e com a presença predita do gene da fitase. Esses resultados apresentam um potencial nova estratégia de adubação da cana-de-açúcar, utilizando BSF em combinação com composto para melhorar a nutrição fosfatada e o crescimento da cultura com menor impacto econômico e ambiental.

Abstract

The appropriate utilization of phosphorus (P) for fertilization of sugarcane is critical to reduce the economic costs and the environmental impact caused by traditional management practices. Phosphate-solubilizing bacteria (PSB) play an essential role in P cycling and in the P transfer to the plant, thus increasing crop productivity. The goal of this study was to evaluate soil P lability and plant mineral nutrition, as well as changes in the soil bacterial community upon the use of alternative P sources and inoculation with PSB. Different P sources were evaluated, including compost of sugarcane industry wastes, rock phosphate, and triple superphosphate (TSP). Additionally, we carried out soil P fractionations to study its availability. The use of compost as a P source and co-inoculation with Bacillus sp. BACBR04, Bacillus sp. BACBR06, and Rhizobium sp. RIZBR01 increased the content of P in shoot compared with the uninoculated treatments that received only compost or TSP (i.e. soluble P). This treatment also displayed an increase of nitrogen and potassium content in plant tissue. The increase in P content correlated with an increment in soil P availability, as well as with changes in the soil bacterial community and the predicted presence of the phytase gene. These results present a potential new strategy for sugarcane fertilization, using PSB in combination with compost to improve P nutrition and growth in sugarcane with reduced economic and environmental impact.