Interação de cepas de Bacillus subtilis (Ehrenberg, 1835) com produtos agroquímicos usados na cultura de cana-de-açúcar.

Abstract

A intensificação do uso de agroquímicos tem provocado alterações significativas na microbiota do solo, o que pode reduzir sua fertilidade e comprometer a sustentabilidade dos sistemas agrícolas. Nesse contexto, a bactéria Bacillus subtilis apresenta-se como alternativa promissora, capaz de promover o crescimento vegetal e otimizar o aproveitamento de insumos. Este estudo investigou as interações entre diferentes agroquímicos e B. subtilis no cultivo de cana-de-açúcar, por meio de experimentos conduzidos em microcosmos e vasos utilizando Latossolo Vermelho de textura argilosa. O microrganismo foi aplicado de forma isolada ou em combinação com os insumos agrícolas empregados no cultivo de cana-de-açúcar: Biozyme®, Comet®, Gamit®, Trichodermil® e um tratamento composto pela mistura de todos os agroquímicos avaliados. Os experimentos foram conduzidos em microcosmos e em vasos com plantio de cana-de-açúcar, ambos com duração de 50 dias, envolveram a avaliação de diversas variáveis do solo, incluindo pH, umidade, carbono da biomassa microbiana, atividade das enzimas desidrogenase e hidrolítica, bem como as populações de fungos totais, bactérias totais e bactérias fixadoras de nitrogênio. No cultivo em vasos, além dessas variáveis, foram realizadas avaliações de crescimento vegetal, teores de nitrogênio foliar, concentração de macro e micronutrientes e análise do perfil metabólico das folhas após 50 dias de cultivo. Nos experimentos in vitro (microcosmos), observou-se que o tratamento que utilizou o insumo Trichodermil® aumentou a umidade do solo, enquanto o tratamento com Comet® elevou a atividade da desidrogenase e o mix de insumos intensificou a atividade hidrolítica, bem como a população de fungos totais. Os teores de pH e o carbono da biomassa microbiana permaneceram estáveis independentemente dos tratamentos. Nos ensaios em vasos, o Trichodermil® promoveu maior atividade hidrolítica e incrementos nas populações de fungos totais e bactérias nitrificantes, enquanto a aplicação isolada de B. subtilis resultou em um aumento na atividade da desidrogenase. Além disso, as combinações de Biozyme® + B. subtilis e Mix + B. subtilis favoreceram o aumento das populações de bactérias totais, melhoraram o crescimento vegetal e resultaram em teores superiores de macro e micronutrientes nas mudas. A análise do perfil metabólico das folhas revelou que o tratamento com B. subtilis isolado, seguido pela aplicação do mix de agroquímicos, proporcionou os maiores valores de metabólitos benéficos ao desenvolvimento vegetal, como sacarose, ácidos orgânicos e trigonelina, indicando uma maior eficiência metabólica e energética das plantas. Em contrapartida, os outros tratamentos apresentaram efeitos negativos, como a inibição da produção de metabólitos vegetais importantes e a diminuição da fixação de nutrientes e minerais. De modo geral, os resultados evidenciam que as interações entre agroquímicos e B. subtilis podem ser sinérgicas ou antagônicas, ressaltando o potencial de combinações equilibradas para aumentar a produtividade da cana-de-açúcar e promover práticas agrícolas mais sustentáveis.

The intensified use of agrochemicals has led to significant changes in soil microbiota, which can reduce its fertility and compromise the sustainability of agricultural systems. In this context, the bacterium Bacillus subtilis emerges as a promising alternative, capable of promoting plant growth and optimizing the use of inputs. This study investigated the interactions between different agrochemicals and B. subtilis in sugarcane cultivation through experiments conducted in microcosms and pots using Red Latosol with a clay texture. The microorganism was applied either alone or in combination with the agricultural inputs used in sugarcane cultivation: Biozyme®, Comet®, Gamit®, Trichodermil®, and a treatment consisting of the mixture of all the agrochemicals evaluated. The experiments conducted in microcosms and in pots with sugar cane planting, both lasting 50 days, involved the evaluation of several soil variables, including pH, humidity, microbial biomass carbon, activity of dehydrogenase and hydrolytic enzymes, as well as populations of total fungi, total bacteria and nitrogen-fixing bacteria. In the pot cultivation, in addition to these variables, plant growth assessments, leaf nitrogen content, macro- and micronutrient concentrations, and metabolic profiling of the leaves were performed after 50 days of cultivation. In the in vitro experiments (microcosms), it was observed that the treatment with Trichodermil® increased soil moisture, while the treatment with Comet® raised dehydrogenase activity and the input mix intensified hydrolase activity as well as the population of total fungi. The pH levels and microbial biomass carbon remained stable regardless of the treatments. In the pot trials, Trichodermil® promoted greater hydrolase activity and increases in the populations of total fungi and nitrifying bacteria, while the isolated application of B. subtilis resulted in an increase in dehydrogenase activity. Furthermore, the combinations of Biozyme® + B. subtilis and Mix + B. subtilis favored the increase in total bacterial populations, improved plant growth, and resulted in higher levels of macro- and micronutrients in the seedlings. The analysis of the metabolic profile of the leaves revealed that the treatment with B. subtilis alone, followed by the application of the agrochemical mix, provided the highest values of metabolites beneficial to plant development, such as sucrose, organic acids, and trigonelline, indicating greater metabolic and energetic efficiency of the plants. In contrast, the other treatments showed negative effects, such as inhibition of the production of important plant metabolites and a decrease in the fixation of nutrients and minerals. Overall, the results demonstrate that the interactions between agrochemicals and B. subtilis can be synergistic or antagonistic, highlighting the potential of balanced combinations to increase sugarcane productivity and promote more sustainable agricultural practices.