Selection of diazotrophic bacteria isolated from wastewater treatment plant sludge at a poultry slaughterhouse for their effect on maize plants

Autores

  • LILIAN ESTRELA BORGES BALDOTTO UFV

Palavras-chave:

Zea mays L., plant growth-promoting bacteria, nitrogen, solid waste

Resumo

The economic and environmental costs of nitrogen fertilization have intensified the search for systems that reduce mineral fertilization, for example atmospheric nitrogen-fixing (diazotrophic) bacteria. In this context, the present study addressed: (i) the isolation and quantification of diazotrophic bacteria in the sludge from treated wastewater of a poultry slaughterhouse; (ii) a description of the bacteria, based on cell and colony morphology, and (iii) an assessment of growth and N content of maize plants in response to inoculation. Sixteen morphotypes of bacteria were isolated in six N-free culture media (JMV, JMVL, NFb, JNFb, LGI, and LGI-P). The bacteria stained gram-positive, with 10 rod- and 6 coccoid-shaped isolates. To evaluate the potential of bacteria to promote plant growth, maize seeds were inoculated. The experiment consisted of 17 treatments (control plus 16 bacterial isolates), in a completely randomized design with six replicates. The experimental units consisted of one pot containing two maize plants in a greenhouse. Forty-five days after planting, the variables plant height, leaf number, stem diameter, root and shoot fresh and dry weight, and N content were measured. The highest values were obtained with isolate UFV L-162, which produced 0.68 g total dry matter per plant and raised the N content to 22.14 mg/plant, representing increments of 74% and 133%, respectively, compared with the control. In conclusion, diazotrophs inhabit sludge from treated wastewater of poultry slaughterhouses, and they can potentially be used to stimulate plant development and enrich inoculants.

Biografia do Autor

LILIAN ESTRELA BORGES BALDOTTO, UFV

Instituto de Ciências Agrárias

Referências

Aguiar KP (2012) Prospecção de bactérias promotoras do crescimento vegetal associadas a vermicompostos. Dissertation, Universidade Estadual do Norte Fluminense Darcy Ribeiro, Campos dos Goytacazes. 86p.

Baldotto LEB, Olivares FL & Bressan-Smith R (2011) Structural interaction between GFP-labeled diazotrophic endophytic bacterium Herbaspirillum seropedicae RAM10 and pineapple plantlets 'Vitória'. Brazilian Journal of Microbiology, 42:114-125.

Baptista RB, Mauri R & Baldani VLD (2011) Tolerância de estirpes de bactérias diazotróficas a Al3+, para inoculação em milho (Zea mays L.). Revista de Ciência da Vida, 31:36-46.

Bettiol W & Fernandes SAP (2004) Efeito do lodo de esgoto na comunidade microbiana e atributos químicos do solo. Embrapa Meio Ambiente-Jaguariúna, SP. 6p. (Comunicado Técnico, 24).

Bergamaschi CBLFW, Roeschr L, de Quadros PD & Camargo FA (2007) Ocorrência de bactérias diazotróficas associadas a cultivares de sorgo forrageiro. Ciência Rural, 37:727-733.

CONAMA (2006) Conselho Nacional do Meio Ambiente. Resolução No. 375 de 29 de Agosto de 2006. Available on: www.mma.gov.br/port/conama/res/res06/res37506.pdf. Accessed: 28 October 2015.

Döbereiner J, Baldani VLD & Baldani JI (1995) Como isolar e identificar bactérias diazotróficas de plantas não leguminosas. Embrapa Agrobiologia, Seropédica. Brasil. 60p.

Faria CMDR, Campos VP, de Souza RM, Moreira FMS, de Moura B, de Oliveira Ribeiro L & Farias MV (2009) Isolamento caracterização de bactérias do lodo de esgoto com potencial antagonismo a nematoides. Ambiência, 2:247-256.

Ferreira JS, Sabino DCC, Guimarães SL, Baldani JI & Baldani, VLD (2003) Seleção de veículos para o preparo de inoculante com bactérias diazotróficas para arroz inundado. Agronomia, 37:06-12.

Francap (2015) Available on: http://www.francap.ind.br/meioambiente.php. Accessed: 28 October 2015.

Guimarães SL, Bonfim-Silva EM, Kroth BE, Moreira JFC & Rezende D (2011) Crescimento e desenvolvimento inicial de Brachiaria decumbens inoculada com Azospirillum spp. Enciclopédia Biosfera, 7:286-295.

Gomes L, Perin L, Pereira G & Zilli J (2010) Bactérias diazotróficas endofíticas em cultivares de milho em área de cerrado e mata no estado de Roraima. Embrapa Roraima. Boa Vista. 35p. (Documentos 43).

Grayston SJ, Wang S, Campbell CD & Edwards AC (1998) Selective influence of plant species on microbial diversity in the rhizosphere. Soil Biology and Biochemistry, 30:369-378.

Hallmann J, Quadt-Hallmann A & Mahaffee WF (1997) Bacterial endophytes in agricultural crops. Canadian Journal of Microbiology, 43:895-914.

Ikeda AC, Hungria M, Steffens M, Glienke C, Kava-Cordeiro V, Bassani L & Galli-teresawa VL (2010) Caracterização morfofisiológica e genética de bactérias endofíticas isoladas de raízes de diferentes genótipos de milho (Zea mays L.). In: Embrapa Soja-Milho. Resumo em anais de congresso. In: Congresso Brasileiro de Genética. Guarujá. Brasil. p51.

Kappes C, Arf O, Arf MV, Ferreira JP, Bem EDA, Portugal JR & Vilela RG (2013) Inoculação de sementes com bactérias diazotróficas e aplicação de nitrogênio em cobertura e foliar em milho. Semina: Ciências Agrárias, 34:527-538.

Kim J & Rees DC (1994) Nitrogenase and biological nitrogen fixation. Biochemistry, 33:389–397.

Matte L (2014) Inoculante com Azospirillum brasilense combinado com níveis de nitrogênio na cultura de milho para silagem. Dissertation, Universidade Camilo Castelo Branco, Descalvado. 48p

Milani KML, Machineski O & Balota EL (2011) Ocorrência e isolamento de bactérias diazotróficas associadas à cana de açúcar. Enciclopédica Biosfera, 7:1345-1351.

Mitter B, Brader G, Afzal M, Compant S, Naveed M, Trognitz F & Sessitsch A (2013) Advances in elucidating beneficial interactions between plants, soil, and bactéria. Advances in Agronomy, 121:381–445.

Melloni R, Nóbrega RSA, Moreira FMS & Siqueira JO (2004) Densidade e diversidade de bactérias diazotróficas endofíticas em solos de mineração de bauxita em reabilitação. Revista Brasileira de Ciência do Solo, 28: 85-93.

Nóbrega RSA, Moreira FMS, Siqueira JO & Lima S (2004) Caracterização fenotípica e diversidade de bactérias diazotróficas associativas isoladas de solos em reabilitação após a mineração de bauxita. Revista Brasileira de Ciência do Solo, 28:269-279.

Obando M, Rivera D & Bonilla R (2013) Respuesta fisiológica a la fertilización por Azotobacter chroococcum AC1 y fertilización nitrogenada de síntesis sobre el maíz (Zea mays L.) en invernadero. Biotecnologia, 17:11-22.

Oliveira MSS, Roel AR, Arruda EJ & Marques AS (2007) Eficiência de produtos vegetais no controle da lagarta do cartucho-do-milho Spodoptera frugiperda (JE Smith, 1797) (Lepidoptera:Noctuidae). Semina: Ciência e Agrotecnologia, 31:326-331.

Perin L (2003) Ecologia e diversidade de isolados de Gluconacetobacter diazotrophicus associados à cultura da cana-de-açúcar (Saccharum spp.). Dissertation, Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro. Seropédica. 74p.

Perin L, Silva MD, Ferreira JS, Canuto EL, Medeiros AFA, Olivares FL & Reis M (2003) Avaliação da capacidade de estabelecimento endofítico de estirpes de Azospirillum e Herbaspirillum em milho e arroz. Agronomia, 37:47-53.

Reis VM, Baldani JI, Baldani VLD & Döbereiner J (2000) Biological dinitrogen fixation in Gramineae and Palm trees. Critical Reviews in Plant Science, 19:227-247.

Reyes I, Alvarez L, El-Ayoubi H & Valery A (2008) Selección y evaluación de rizobacterias promotoras del crecimiento en pimentón y maíz. Bioagro, 20:37-48.

Roesch LFW, Camargo FADO, Selbach PA, Sa LSD & Passaglia LM (2005) Identificação de cultivares de milho eficientes na absorção de nitrogênio e na associação com bactérias diazotróficas. Ciência Rural, 35:924-927.

Santos ST (2008) Biogeografia de bactérias culturáveis associadas às fruteiras tropicais. Doctoral Thesis, Universidade Estadual do Norte Fluminense Darcy Ribeiro, Campos dos Goytacaes. 92p.

Santos FE, Kunz SH, Caldeira MV, Azevedo CH & Rangel OJ (2014) Características químicas de substratos formulados com lodo de esgoto para produção de mudas florestais. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, 18:971–979.

Sobrinho PA (1983) Estudo dos fatores que influenciam no processo de lodos ativados - determinação de parâmetros de projeto para esgotos predominantemente domésticos. Revista DAE, 132:49-55.

Publicado

2018-12-20

Edição

Seção

SOLOS E NUTRIÇÃO DE PLANTAS