Diversidade microbiana e microbiota solubilizadora de fosfato em solos de cafezais orgânicos em sistemas agroflorestais e a pleno sol

Abstract

Em solos tropicais, os micro-organismos solubilizadores de fosfatos desempenham papel relevante, uma vez que a maior parte do P encontra-se indisponível para a absorção, limitando o crescimento das plantas. Nesse contexto, os sistemas agroflorestais, pelo favorecimento à maior quantidade e diversidade de micro- organismos no solo quando comparados com a monocultura apresentam potencial de proporcionar mais P disponível para as culturas agrícolas, reduzindo as perdas de P para as formas não lábeis. Assim, o trabalho teve como objetivos avaliar a dinâmica e diversidade de comunidades microbianas totais e solubilizadoras de fosfato em solos de cafezais agroecológicos orgânicos composto por SAF e monocultivo (Capítulo 1), e avaliar o potencial de solubilização de diferentes fontes de P por grupos de micro-organimos naturalmente presentes nesses manejos agroecológicos (Capítulo 2). Os tratamentos avaliados foram três diferentes manejos de cafezais agroecológicos da Mata-MG (Coffea arábica L., variedade Catuaí vermelho): cafezal em sistema SAF, com adubação de cama de frango (SAF CF ); cafezal a pleno sol, com adubação de cama de frango (PS CF ) e cafezal em sistema SAF com adubação natural (SAF NA ). Os solos foram analisados quanto à caracterização química, assim como quanto ao fracionamento sequencial de P, contagem da microbiota total cultivável e da microbiota solubilizadora de fosfato, e a análise da diversidade genética das populações de bactérias e fungos. Também realizou-se a avaliação do potencial de solubilização de diferentes fontes inorgânicas de P (Ca 3 (PO 4 ) 2 , AlPO 4 , FePO 4 e fosfato natural de Araxá), a atividade 8enzimáticas das fosfatases ácidas e alcalinas. Maior concentração de bactérias em relação ao de fungos foi observada tanto na contagem dos micro-organismos totais, quanto da microbiota solubilizadora, porém os fungos tendem a apresentar maior eficiência na solubilização. A diversidade microbiana foi maior nos cafezais sob SAF. Micro-organismos solubilizadores de P foram identificados em todos os tratamentos e representaram 1,2; 0,9; 3,2% das bactérias totais para SAF CF , PS CF e SAF NA , respectivamente. Para os fungos esse valor chegou a 30% em SAFNA e em torno de 2,5% para SAF CF e PS CF . Conclui-se que os fungos solubilizadores de P demonstraram ser sensíveis ao tipo de manejo utilizado. O potencial de solubilização de fontes inorgânicas e natural de P pela microbiota nativa do solo não foi influenciado de forma significativa pelos diferentes manejos analisados. Porém as fontes de P utilizadas interferiram, seguindo a tendência decrescente das médias Ca 3 (PO 4 ) 2 > AlPO 4 > FePO 4 > P-Araxá, confirmando que os mecanismos da solubilização de fosfato dependem tanto das espécies de fungos e bactérias quanto das diferentes fontes de fosfato. Nas análises das atividades enzimáticas em todos os tratamentos as atividades da fosfatase ácida foram maiores que a alcalina. Os cafezais sob SAFs apresentaram as maiores concentrações de P, sendo o SAF orgânico em torno de duas vezes mais que o SAF com adubação natural, o que pode estar associado à idade do sistema, onde sistemas mais velhos tendem a ter maiores concentrações de P-soma. A maior fração foi a de P-residual, que foi a única que diferiu estatisticamente entre os tratamentos, sendo maior nos cafezais sob SAFs. Os resultados encontrados aqui sugerem que a microbiota do solo possui capacidade na solubilização de fontes insolúveis de fosfato, utilizando diferentes mecanismos.

In tropical soils phosphate solubilizing microorganisms play a relevant role, since most of the P is unavailable for absorption, limiting plant growth. In this context, agroforestry systems (AFS) - by favoring the greater quantity and diversity of microorganisms in the soil when compared to monoculture, have the potential to provide more available P for agricultural crops, reducing losses of P to non-labile forms. The objective of this work was to evaluate the dynamics and diversity of total microbial communities and phosphate solubilizers in organic agroecological coffee soils composed of AFS and monoculture (Chapter 1) and to evaluate the potential of solubilization of different sources of P by micro groups -organisms naturally present in these agro-ecological management (Chapter 2). The evaluated treatments were three different managements of agro-ecological coffee plantations of Mata-MG (Coffea arabica L., Catuaí red variety): coffee in AFS, with chicken manure (SAF CF ); Coffee in full sun, with chicken manure (PS CF ) and coffee in AFS with natural fertilization (SAF NA ). Soils were analyzed for chemical characterization, as well as for the sequential fractionation of P, counts of the total cultivable microbiota and phosphate solubilizing microbiota, and analysis of the genetic diversity of bacterial and fungal populations. Of solubilization of different inorganic sources of P (Ca 3 (PO 4 ) 2 , AlPO 4 , FePO 4 and natural phosphate of Araxá), the enzymatic activity of acid and alkaline phosphatases. Higher concentration of bacteria in relation to fungi was observed both in the counts of total microorganisms and in the solubilizing microbiota, but the fungi tend to present greater solubilization efficiency. The microbial diversity was higher in coffee plants under AFS. P-solubilizing microorganisms were identified in all treatments and represented 1.2; 0.9; 3.2% of the total bacteria for SAF CF , PS CF and SAF NA , respectively. For fungi, this value reached 30% in SAFNA and around 2.5% in SAFCF and PSCF. It was concluded that the solubilizing fungi of P showed to be sensitive to the type of management used. xThe potential for solubilization of inorganic and natural sources of P by native soil microbiota was not significantly influenced by the different managements analyzed, but the sources of P used interfered, following the decreasing trend of the means Ca 3 (PO 4 ) 2 > AlPO 4 > FePO 4 > P-Araxá, as showed in other works and confirming that the mechanisms of phosphate solubilization depend on fungal and bacterial species as well as on different phosphate sources. In the analyzes of the enzymatic activities in all the treatments the acid phosphatase concentrations were higher than the alkaline. Analyzing the sum (P-sum) of the fractions obtained by the sequential fractionation of P, the coffee plants under SAFs presented the highest concentrations of P, with organic SAF being around twice as much as the SAF with natural fertilization, which may be associated to the age of the system, where older systems tend to have higher P-sum concentrations. The largest fraction was P- residual, which was the only one that differed statistically among the treatments, being higher in the coffee plantations under SAFs. The results found here suggest that the soil microbiota has the capacity to solubilize insoluble phosphate sources, using different mechanisms.