Populações bacterianas nodulíferas de leguminosas em solos da caatinga com distintos períodos de regeneração

Abstract

Devido aos sistemas de produção agrícola predominantes, a vegetação atual do semiárido brasileiro é um mosaico de pequenas áreas com distintos tempos de regeneração, entremeadas a poucas áreas de caatinga madura preservada. As áreas nos estádios iniciais da regeneração são dominadas por leguminosas nodulantes, enquanto que áreas bem preservadas apresentam baixas proporções dessas espécies. Apesar de ser uma fonte essencial de nitrogênio para ecossistemas terrestres, ainda não está estabelecida a importância do processo de fixação biológica do nitrogênio (FBN), através da simbiose entre leguminosas e bactérias do grupo dos rizóbios, ao longo do processo de regeneração da caatinga. O objetivo deste trabalho foi fazer um levantamento da ocorrência e eficiência de populações nativas de bactérias de nódulos de leguminosas em áreas sob diferentes tempos de regeneração. Para tanto, foram lançados dois experimentos em casa-de-vegetação, utilizando amostras compostas de solo coletadas aleatoriamente, em parcelas demarcadas em áreas com diferentes tempos de abandono após utilização como pastagem (4 ano, 19 anos, 41 anos e 50 anos sem corte e/ou pastoreio), localizadas na Fazenda Tamanduá, município de Santa Terezinha (PB). Para cada área as amostragens foram repetidas em três parcelas. No primeiro experimento, foram determinadas as características culturais e estimada a diversidade e a eficiência das populações de bactérias que formam nódulos em leguminosas (BNL) utilizando o feijão-caupi como planta isca. No segundo experimento, foram determinadas a ocorrência e a eficiência das populações de rizóbios nativas das áreas, capazes de formar simbiose com leguminosas arbóreas nodulantes nativas da região (jurema preta, jurema branca e angico). Em ambos os experimentos a eficiência das populações de BNL foi avaliada através da produção de biomassa seca da parte aérea, número e biomassa seca dos nódulos, teores e quantidades de N total e N fixado (técnica da abundância natural do 15 N) nas leguminosas utilizadas. Os dados foram submetidos à análise da variância e as médias comparadas pelo teste de Tukey, no nível de 5 % de probabilidade, considerando cada tempo de regeneração como um tratamento de efeito fixo. Os resultados obtidos demonstraram que em áreas de caatinga em pousio existe uma ampla população de bactérias capazes de nodular o feijão-caupi, que é uma espécie considerada promíscua, e a jurema preta, que é uma espécie nativa. Entretanto, para o angico e a jurema branca, as populações são mais restritas, induzindo baixa nodulação e nenhuma fixação no macrossimbionte. O tempo de regeneração da vegetação da caatinga influencia as populações nativas de bactérias de nódulos de leguminosas, quando se utiliza o feijão- caupi como planta isca. Essas diferenças podem ser observadas em termos de características culturais (modificação do pH do meio de cultura e produção de muco) e de nodulação. A fixação biológica de nitrogênio contribuiu com a nutrição nitrogenada de Mimosa tenuiflora em todos os tempos de regeneração estudados, sendo encontradas altas proporções de Ndda nas plantas, chegando a 86%.

Due to the present agricultural systems, the native vegetation in the Brazilian semi-arid region is a mosaic of small areas with different regeneration periods, interspaced with preserved mature caatinga areas. The areas in the initial regeneration stages are dominated by nodulating legume species, while the mature caatingas have small populations of these species. In spite of being an essential nitrogen source to the land ecosystems, the importance of biological N fixation (BNF), through the symbiosis of legume species and bacteria belonging to the rhizobia group, along the process of vegetation regeneration of caatinga areas is not well established. The objective of this study was to determine the occurrence and efficiency of native bacteria populations in the nodules of legume plants grown in soil collected from areas with different caatinga regeneration periods (4, 19, 41 and > 60 years) after being used as pasture. Two greenhouse experiments were established, using soil collected in random spots from three plots in each of these regeneration areas, located in Fazenda Tamanduá. Santa Terezinha municipality, Paraíba state. In the first experiment, culture characteristics and the diversity and efficiency of nodule forming bacteria populations were determined, using cowpea as the trap plant. In the second experiment, the occurrence and efficiency of these bacteria were determined, using native nodulating legume species (Mimosa tenuiflora, Piptadenia stipulacea, Anadenanthera colubrina) as trap plants. In both experiments, the efficiency of the populations was evaluated by the shoot and nodule biomass production and by the N concentration and fixation ( 15N abundance technique) of the legume plants. The data were submitted to analysis of variance and the averages compared by the Tukey test, considering each regeneration period as a fixed treatment. The results indicate that in regenerating caatinga areas there is an ample populatin of bacteria able to nodulate cowpea, a promiscuous species, and also the native M. tenuiflora species. The population of A. colubrina and P. stipulacea nodulating bacteria is more restricted, leading to low nodulation and absence of N fixation. The period of caatinga regeneration influenced the bacteria populations when cowpea was used as the trap. Differences in culture characteristics (media pH and mucous production) and nodulation were observed. The symbiotic N fixation contributed to the N content of M. tenuiflora grown in soil from all the different regeneration areas, reaching up to 86% of the N content of the plants.