Interactions between diazotrophic bacteria and mycorrhizal fungus in maize genotypes

Abstract

Some diazotrophic bacteria can fix nitrogen biologically in gramineous host plants. Generally, gramineous plants are also associated with mycorrhizal fungi, that can improve mainly plant P uptake. Among the factors affecting plant-microbe interactions, the plant genotype plays an important role. This study evaluates the effect of diazotrophic bacteria and an arbuscular mycorrhizal fungus (AMF), on five genotypes of maize (Zea mays L.), in relation to plant biomass, shoot N and P concentrations, and fine root morphological traits. The experimental design was entirely randomized in a factorial 5 × 4 × 2 arrangement, i.e., five maize genotypes (hybrids C333B, AS3466, and PREMIUM, and the inbreed lines lg40897-1 and lg40505-1), three diazotrophic bacteria (Azospirillum lipoferum, A. amazonense, and Burkholderia sp.) in addition to a control without bacterial inoculation, co-inoculated or not with the AMF Glomus clarum. The non-mycorrhizal plants inoculated with Azospirillum exhibited the highest N concentrations. The lines lg40897-1 and lg40505-1 showed higher P concentrations as compared to the hybrids, mainly when colonized by AMF. The higher levels of mycorrhizal colonization (90%) occurred in the C333B and lg40897-1 genotypes, which also exhibited a greater root diameter. Mycorrhiza increased shoot and root biomass, besides root traits as total length, specific length, total surface, and incidence of root hairs in all genotypes. In addition, mycorrhiza also stimulated the root colonization by diazotrophic bacteria. The bacteria did not affect root morphological traits and mycorrhizal colonization. Key words: Azospirillum, biological nitrogen fixation, mycorrhiza, root morphology INTERAÇÕES ENTRE BACTÉRIAS DIAZOTRÓFICAS E FUNGO MICORRÍZICO EM GENÓTIPOS DE MILHORESUMO: Algumas bactérias diazotróficas podem fixar N biologicamente em gramíneas, as quais se associam a fungos micorrízicos, o que pode levar a um aumento principalmente da absorção de P. Dentre os fatores que afetam as interações planta-microrganismos, o genótipo da planta tem importante papel. Esse trabalho avalia o efeito de bactérias diazotróficas e de um fungo micorrízico arbuscular (FMA) em cinco genótipos de milho (Zea mays L.), em relação à biomassa das plantas, teores de N e P na parte aérea e parâmetros relacionados à morfologia das raízes finas. O delineamento experimental foi inteiramente casualizado, em arranjo fatorial 5 × 4 × 2, sendo cinco genótipos de milho (híbridos C333B, AS3466, PREMIUM e as linhagens lg40897-1 e lg40505-1), três bactérias diazotróficas (Azospirillum lipoferum, A. amazonense e Burkholderia sp.), mais um controle sem bactéria, coinoculadas ou não com o FMA Glomus clarum. As plantas sem FMA e inoculadas com Azospirillum apresentaram os maiores teores de N. As linhagens lg40897-1 e lg40505-1 apresentaram maior concentração de P em relação aos híbridos, principalmente quando micorrizadas. Os maiores níveis de colonização micorrízica (90%) ocorreram nos genótipos C333B e lg40897-1 que, por sua vez, apresentaram ma...

Colonização micorrízica e atividade de fosfatases ácidas na rizosfera de cultivares de cana-de-açúcar após aplicação de herbicidas

“…Já aos 28 DAH, observou-se, em média, menor colonização micorrízica no cultivar RB867515 (Tabela 2). Variação na colonização micorrízica entre cultivares foi também relatada para plantas de milho, sendo as maiores colonizações relacionadas ao maior diâmetro das raízes (Miyauchi et al, 2008).…”

“…Os FMAs podem contribuir também para a agregação de partí-culas do solo (Berbara et al, 2006). Segundo Miyauchi et al (2008), os FMAs aumentaram a massa, o comprimento total e específico, a superfície total e a quantidade de pelos radiculares em genótipos de milho. Essa associação também promoveu a proteção contra estresse salino em plantas de milho, aumentando a eficiência de utilização da água (Sheng et al, 2008).…”

“…Esses microrganismos também estimulam a colonização das raízes por bactérias diazotróficas, potencializando a fixação biológica do N (Miyauchi et al, 2008).…”

Carbonate-silicate ratio for soil correction and influence on nutrition, biomass production and quality of palisade grass

“…However, the P accumulation (Figure 2 and Table 3) was not significant (p > 0.05) among treatments, showing that a lower P concentration was likely due to the "dilution" effect, which is confirmed by the higher shoot dry matter production observed for the 60 % CaSiO 3 treatment (Figure 1). For example, when plant production increases, the "dilution" effect for some nutrients can occur (Crusciol et al, 2008;Marschner, 1995;Miyauchi at al., 2008), which is the reduction of their concentration in the tissue without an alteration in the absorbed quantity. Still, the concentration of P in the plants cultivated on LVAd-1 and LVAd-2 were not different either among treatments.…”

Analyzing one-way experiments: a piece of cake of a pain in the neck?

“…Analysis of variance (ANOVA) is an omnipresent approach towards analyzing various designs in agricultural, biological, ecological and environmental studies (see for example, in the following recent Scientia Agricola issue: Caires et al, 2008;Crusciol et al, 2008;Cruz & Cicero, 2008;Cruz et al, 2008;Ferreira et al, 2008;Guimarães et al, 2008;Miyauchi et al, 2008;Morgado & Willey, 2008;Oviedo et al, 2008;Santos et al, 2008;Soares et al, 2008;Vieira et al, 2008;Yamamoto et al, 2008). Among these designs, of course, is the most basic, one-way design.…”