Aplicação de inoculantes microbianos em espécies herbáceas empregadas na revegetação de áreas de mineração de carvão em recuperação

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Meyer, Edenilson
Data de Publicação: 2022
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFSC
Texto Completo: https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/234742
Resumo: Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Recursos Genéticos Vegetais, Florianópolis, 2022.
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spelling Aplicação de inoculantes microbianos em espécies herbáceas empregadas na revegetação de áreas de mineração de carvão em recuperaçãoRecursos genéticos vegetaisMicro-organismosSolosSolosRevegetaçãoCarvãoTese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Recursos Genéticos Vegetais, Florianópolis, 2022.O carvão mineral tem importância econômica mundial, mas sua extração causa danos ambientais, como acidificação de solos e águas e aumento na disponibilidade de elementos traço tóxicos nos ecossistemas. Uma das técnicas usadas para recuperação dessas áreas é a revegetação, por meio da implantação de espécies vegetais pioneiras. No processo inicial de recuperação implantam-se espécies herbáceas e posteriormente arbóreas. As espécies utilizadas na recuperação dessas áreas podem desenvolver associação com microrganismos promotores de crescimento vegetal, como fungos micorrízico arbusculares (FMA) e bactérias promotoras de crescimento de plantas (BPCP), mas poucos são os trabalhos a campo utilizando inoculantes microbianos. Este trabalho visou avaliar, em casa de vegetação e a campo, como inoculantes comerciais a base de FMA e BPCP atuam sobre o crescimento de herbáceas pioneiras, a atividade enzimática do solo e a disponibilização de nutrientes. O experimento a campo foi formado de um consórcio de Lablab purpureus; Paspalum notatum, Crotalaria juncea, Neonotonia wightii, Stylosanthes guianensis, Andropogon gayanus e Trifolium repens, inoculadas separadamente ou coinoculadas com inoculante comercial de Rhizophagus intraradices (Rootella BRTM) e Azospirillum brasilense. Aos 75 e 180 dias mediram-se massa seca das plantas e concentração e acúmulo de N e P. Foram coletadas amostras de solo para determinar glomalina, fosfatase ácida e atividade da diacetato de fluoresceína (DAF). Aos 180 dias, foi realizada uma caracterização fitossociológica das plantas espontâneas presentes na área. Os microrganismos promoveram maior atividade biológica do solo e maior produção de biomassa vegetal (62-89%) e acúmulo de P e N (34-75% e 70-85%) nas plantas em comparação com a testemunha não inoculada. C. juncea teve o maior acúmulo de biomassa aos 75 e 180 dias (67% e 76% do total), seguida pelo L. purpureus (3% e 0,5% do total), enquanto as outras espécies implantadas não se estabeleceram. Aos 180 dias, vinte espécies de plantas espontâneas foram encontradas crescendo na área, principalmente da família Poaceae (74%), sugerindo que as espécies pioneiras presentes na área não dificultam o processo de sucessão ecológica. A inoculação de R. intraradices e A. brasilense, isolados ou combinados, promoveu o aumento da atividade biológica do solo, o crescimento de espécies pioneiras chave e o acúmulo de nutrientes, mostrando a eficiência desta técnica para a recuperação de áreas degradadas pela mineração de carvão. O experimento em casa de vegetação foi realizado com C. juncea com inoculação e coinoculação de três grupos de microrganismos: Bradyrhizobium sp. - BR 2001 (com e sem inoculação), A. brasilense - Abv5 (com e sem inoculação) e inoculação com fungos micorrízicos arbusculares (FMA) (sem inoculação, com R. intraradices - Rootella BR ou Rhizophagus clarus - UFSC 14). Aos 90 dias após a semeadura o experimento foi coletado para determinação da massa seca da parte aérea e raízes das plantas, teor e acúmulo de N, P, K, Ca e Mg. Também foram coletadas amostras de solo para determinar a atividade enzimática (hidrólise de diacetato de fluoresceína ? DAF e fosfatase ácida), teor de glomalina e disponibilidade de nutrientes (P, K, Ca e Mg) do solo. Todos os microrganismos promoveram incrementos de massa seca da parte aérea (MSPA) e raiz e acúmulo de nutrientes na MSPA da C. juncea, quando em coinoculação. O aumento da produção de biomassa e acúmulo de nutrientes estão ligados ao aumento da atividade enzimática da DAF e fosfatase ácida no solo. O teor de Glomalina foi afetado somente pela inoculação dos FMA, sem diferenças entre eles. Ficou evidente que o aumento da complexidade do sistema com a adição de microrganismos com funções complementares promove o crescimento vegetal. Os dois FMA promoveram incrementos no crescimento das plantas, mas R. clarus (autóctone da área) teve desempenho superior na maioria das variáveis analisadas. Foram comprovados os benefícios da inoculação com produtos comerciais e com microrganismos obtidos na área em recuperação para promoção de crescimento vegetal de C. juncea, espécie pioneira para uso em processos de recuperação ambiental.Abstract: Coal mining is economically important worldwide, but mining causes environmental damage, such as soil and water acidification and increased availability of toxic trace elements. A technique used to recover degraded areas, revegetation involves the establishment of pioneer plant species. During the initial recovery process, herbaceous species are sown, followed by tree species. Plants used to recover these areas can develop associated with various microorganisms that promote their growth, such as arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) and plant-growth-promoting bacteria (PGPB). Few field studies have used microbial inoculants. This work aims to evaluate, in greenhouse and field conditions, how AMF and PGPB commercial inoculants affect the growth of pioneer herbaceous plants, soil enzyme activity, and soil nutrient availability. The field experiment consisted of a consortium of Lablab purpureus, Paspalum notatum, Crotalaria juncea, Neonotonia wightii, Stylosanthes guianensis, Andropogon gayanus, and Trifolium repens, inoculated with commercial inoculants of Rhizophagus intraradices (Rootella BRTM) and Azospirillum brasilense, applied separately or co-inoculated. At 75 and 180 days, plant dry mass and N and P tissue concentration and accumulation P were measured. Soil samples were collected to determine glomalin content and acid phosphatase and fluorescein diacetate (FDA) activities. At 180 days, spontaneous plants? phytosociological characterization was performed. The microorganisms increased soil biological activity and plant biomass (62-89%) and P and N accumulation (34-75% and 70-85%, respectively) compared to the non-inoculated control. C. juncea yielded the highest biomass at 75 and 180 days (67% and 76% of the total), followed by L. purpureus (3% and 0.5%), while the other species did not grow. At 180 days, 20 spontaneous plant species were found in the area, mainly from the Poaceae family (74%), suggesting that the pioneer species do not hinder the ecological succession process. Inoculation of R. intraradices and A. brasilense, alone or combined, increased soil biological activity, growth of key pioneer species, and tissue nutrient accumulation, showing that the technique is efficient in recovering areas degraded by coal mining. The greenhouse experiment had C. juncea with inoculation and co-inoculation of three groups of microorganisms: Bradyrhizobium sp. - BR 2001, A. brasilense - Abv5, and inoculation with arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) (R. intraradices - Rootella BR or Rhizophagus clarus - UFSC 14). At 90 days after sowing, all microorganisms increased shoot and dry root mass (RDM) and shoot tissue nutrient accumulation with co-inoculation. The increase in biomass production and nutrient accumulation is linked to increased soi FDA and acid phosphatase activity, associated with higher nutrient availability in the soil. Glomalin content was affected only by AMF inoculation, with no differences among them. It was shown that increasing the system?s complexity by adding microorganisms with complementary functions promotes plant growth. Both AMF species increased plant growth, but R. clarus (native to the area) had better performance in most of the variables. In summary, the study proved the benefits of inoculation with commercial products and with microorganisms obtained from the area under reclamation to promote the growth of C. juncea, a pioneer plants species for use in environmental reclamation processes.Lovato, Paulo EmílioSoares, Cláudio Roberto Fonsêca SousaUniversidade Federal de Santa CatarinaMeyer, Edenilson2022-05-19T14:47:34Z2022-05-19T14:47:34Z2022info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesis125 p.| il., gráfs.application/pdf375715https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/234742porreponame:Repositório Institucional da UFSCinstname:Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)instacron:UFSCinfo:eu-repo/semantics/openAccess2022-05-19T14:47:34Zoai:repositorio.ufsc.br:123456789/234742Repositório InstitucionalPUBhttp://150.162.242.35/oai/requestopendoar:23732022-05-19T14:47:34Repositório Institucional da UFSC - Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)false
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