Rhizobium strains competitiveness on bean nodulation in Cerrado soils

Abstract

-The objective of this work was to identify the most competitive and effective Rhizobium strains in order to increase common bean yield by nitrogen fixation as alternative or complementation to the nitrogen fertilization. Competitiveness tests were lead in axenic conditions, in Cerrado soil pots and in three field experiments, with native Rhizobium strains that were previously identified, according to their effectiveness and genetic variability. The identification of strains in nodules was performed using serological tests (axenic conditions) -agglutination and enzyme linked immunosorbent (Elisa) assays -and random amplified polymorfic DNA (RAPD) (Cerrado soil). Plant yield was determined using the dry weight (greenhouse conditions), total N and grain yield (field experiments). Among the analyzed Rhizobium strains, native strain SLA 2.2 and commercial strain CIAT 899 were the dominant nodules in plants of the most productive plots, presenting yield productivity similar or higher to those obtained in treatments where 20 kg ha -1 of N were applied.Index terms: Phaseolus vulgaris, nodule occupancy, Elisa, RAPD. Capacidade competitiva de estirpes de Rhizobium na nodulação do feijoeiro em solos de CerradoResumo -O objetivo deste trabalho foi identificar as estirpes de Rhizobium mais efetivas e competitivas, a fim de maximizar a produtividade do feijoeiro por meio da fixação de nitrogênio, como alternativa à adubação nitrogenada. Foram conduzidos testes de competitividade em condições axênicas, em vasos com solo do Cerrado e em três experimentos de campo, com estirpes de Rhizobium nativas, previamente selecionadas quanto à efetividade e à variabilidade genética. A identificação das estirpes nos nódulos foi efetuada por meio das técnicas de aglutinação e ensaio imunoabsorvente de ligação de enzimas (Elisa), em condições de casa de vegetação, e pela técnica de DNA polimórfico amplificado ao acaso (RAPD), em solo de Cerrado. A produtividade das plantas foi determinada pela produção de matéria seca, teor de N e produção de grãos (condições de campo). A estirpe nativa SLA 2.2 e a estirpe comercial CIAT 899 foram dominantes nos nódulos das plantas das parcelas mais produtivas, com índices de produtividade iguais ou superiores aos obtidos nos tratamentos em que foram aplicados 20 kg ha -1 de N.Termos para indexação: Phaseolus vulgaris, ocupação nodular, Elisa, RAPD.

Genetic characterization and nitrogen fixation capacity of Rhizobium strains on common bean

“…These results agreed with those of Soares et al (2006), in which relatively high population of rhizobia was found in an acid soil of Minas Gerais State. However, the absence of a rhizobia population in acid Brazilian Cerrado soil, observed by Raposeiras et al (2006), suggests that these microorganisms exhibit high levels of variability in tropical conditions.…”

“…Several approaches have been used to obtain new rhizobia strains which exhibit better biological nitrogen fi xation responses on common bean. Typically, these strains are evaluated individually Soares et al, 2006) or in mixture with other strains (Hassan et al, 2004;Hafeez et al, 2005;Raposeiras et al, 2006).…”

“…In this sense, Mostasso et al (2002) and Hungria et al (2003) evaluated the H12 strain (SEMIA 4088), and concluded that it was effi cient and competitive, providing high yield potential to common beans. Raposeiras et al (2006) and Soares et al (2006) carried out studies on agronomic effi ciency of new Rhizobium strains in common bean, in different Brazilian environments, and identifi ed only strains that made possible productivities similar to the obtained with CIAT-899 strain inoculation.…”

Resposta do Feijoeiro Comum à Inoculação com Rizóbio e Suplementação com Nitrogênio Mineral em Dois Biomas Brasileiros

“…Em uma várzea drenada, com solo de alta fertilidade natural e alto teor de matéria orgânica cultivado anteriormente com feijão, Arf et al (1991) obtiveram níveis de produtividade elevados do feijoeiro, mesmo na ausência de adubação nitrogenada ou inoculação com rizóbio. Em um solo com histórico de cultivo de feijão, com população de rizóbio de 10 5 células g -1 de solo e elevado teor de matéria orgânica, Raposeiras et al (2006) obtiveram elevados rendimentos de grãos no controle não inoculado e respostas à inoculação pouco evidentes.…”

“…A maioria dos solos com histórico de cultivo de feijão contém rizóbios nativos que podem interferir no estabelecimento e na eficácia das estirpes inoculadas, reduzindo as respostas à inoculação (Vlassak et al, 1996;Vargas et al, 2000;Raposeiras et al, 2006 (Mostasso et al, 2002;Raposeiras et al, 2006), na Região Sul Hungria et al, 2003;Stocco et al, 2008) e na Região Sudeste (Soares et al, 2006;Lombardi et al, 2009;Torres et al, 2009). Além dessas estirpes de Rhizobium, grande número de isolados classificados como Sinorhizobium sp.…”