RESSALVA Atendendo solicitação do(a) autor(a), o texto completo desta tese/dissertação será disponibilizado somente a partir de 06/03/2027 At the author's request, the full text of this thesis/dissertation will not be available online until March 6, 2027 CARLA NADIELE ALVES DE OLIVEIRA INTERAÇÃO RAIZ X MICRORGANISMOS SOLUBILIZADORES DE FOSFATO PARA O USO EFICIENTE DE FÓSFORO NO CULTIVO DO FEIJOEIRO-COMUM (Phaseolus vulgaris) Botucatu 2025 CARLA NADIELE ALVES DE OLIVEIRA INTERAÇÃO RAIZ X MICRORGANISMOS SOLUBILIZADORES DE FOSFATO PARA O USO EFICIENTE DE FÓSFORO NO CULTIVO DO FEIJOEIRO-COMUM (Phaseolus vulgaris) Dissertação apresentada à Faculdade de Ciências Agronômicas da Unesp Câmpus de Botucatu, para obtenção do título de Mestre em Agronomia (Agricultura). Orientador: Leonardo Theodoro Büll Coorientador: João de Andrade Bonetti Botucatu 2025 À Maria de Fátima e dona Raimunda (mãe e avó), por todo o amor e apoio durante a vida. Ao meu amado sobrinho Pedro Daniel (in memoriam), dedico AGRADECIMENTOS À Deus pelo dom da vida, por todas as bênçãos e por seu infinito amor e misericórdia, que sempre me conduziram no caminho certo. À Virgem Maria, que sempre me amparou nos momentos difíceis, me guardando sob seu manto. À minha mãe, Maria de Fátima, e à minha avó, Raimunda Alves, por me criarem com todo amor, dedicação e trabalho duro, para que nada faltasse para mim e meus irmãos. Aos meus amados irmãos, Nauara, Neilton, Naele e, especialmente, meu irmão Jorge Arley, pelo apoio e pelas risadas, que mesmo à distância não permitiu que eu sentisse solidão. Ao meu amado sobrinho, Pedro Daniel (in memoriam), que durante 5 anos, 11 meses e 1 dia alegrou a vida de todos à sua volta, sendo minha sustentação em vários momentos, e hoje é o anjo de luz que me guia. Ao meu amado namorado, Gabriel Dias, que sempre vibra a cada conquista minha, me consola nos momentos difíceis e que sempre me ofertou palavras positivas durante esse percurso, se tornando o meu “lar” enquanto estou há mais de dois mil km de casa. À minha melhor amiga Flávia, que mesmo longe continua apoiando minhas ideias e projetos de trabalho, sempre me dando ânimo e não me deixando desistir. À minha amiga Érica Souza, com quem dividi moradia nesses 2 anos, compartilhando momentos de alegria e conselhos para a vida. Aos amigos que a UNESP me deu: Ana Paula, Oziel, Lucas, Olavo e Cristiano. Obrigada pela parceria nos trabalhos e pelos momentos de descontração. Agradeço ao meu orientador, Professor Leonardo Büll, por me apresentar e me receber em seu grupo de pesquisa SisPLANT. Também sou grata por seu apoio, paciência, confiança e oportunidades, que ajudaram a tornar este trabalho possível. Enfatizo que levarei seus ensinamentos como pontos de referência para minha vida pessoal e profissional. Ao meu coorientador, Professor João Bonetti, pelo apoio e por suas valiosas contribuições, que foram essenciais para o desenvolvimento deste trabalho. Ao Grupo de Pesquisa Silício no Sistema Solo-Planta (SisPLANT), que foi base para a realização deste trabalho. À Universidade Estadual Paulista “Júlio de Mesquita Filho” / Faculdade de Ciências Agronômicas (UNESP/FCA), que durante 2 anos foi minha segunda casa, onde tive a oportunidade de conhecer pessoas excelentes, crescer como ser humano, além de me desenvolver como profissional com a colaboração dos demais discentes, docentes e técnicos. Aos docentes da UNESP/FCA, em especial aos que fazem parte do Departamento de Ciência Florestal, Solos e Ambiente, pelos conhecimentos repassados durante os 24 meses de Mestrado. À coordenação e aos trabalhadores da fazenda “Santa Fé – Agropecuária” pelo auxílio durante as atividades e por disponibilizar sua propriedade para a condução do experimento. O presente trabalho foi realizado com apoio da Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior – Brasil – CAPES – Código de financiamento 001. Por fim, agradeço a todos que, de alguma forma, contribuíram para a realização deste trabalho. “Vinde a mim, todos os que estais cansados e carregados de fardos, e eu vos darei descanso. Tomai sobre vós o meu jugo e aprendei de mim, porque sou manso e humilde de coração, e encontrarei descanso para vós, pois o meu jugo é suave e o meu fardo é leve” Mateus 11:28-30 RESUMO A atividade de microrganismos solubilizadores de fosfato na rizosfera pode aumentar a disponibilidade de fósforo para as plantas, podendo influenciar no seu desenvolvimento radicular. Assim, o objetivo do trabalho foi avaliar o efeito da aplicação de doses de P e de bactérias solubilizadoras de fosfato (BSF) sobre o desenvolvimento radicular do feijoeiro-comum (Phaseolus vulgaris). O experimento foi conduzido em campo, no município de Pardinho-SP, em esquema fatorial 3x3, sendo três inoculações de BSF (sem BSF; com BSF; e BSF+M (microrganismos fixadores de N)) e três doses de P (0%; 50%; e 100% da dose recomenda de P), com quatro repetições. Coletou-se amostras de raízes de 2 plantas por parcela nos estádios V4 e R6, que foram lavadas com água corrente e em seguida, digitalizadas no Scanner WinRhizo, determinando-se: i) comprimento da raiz (cm); ii) área de superfície de raiz (cm2); iii) diâmetro médio de raiz (mm); iv) volume de raiz (cm3); v) densidade de raízes (c/cm3). Adicionalmente foi quantificado o número de nódulos radiculares e determinou-se a massa seca de raízes e nódulos. Realizou-se análise de fracionamento de P no solo, no qual quantificou-se as formas de P-lábil, P- moderadamente lábil, Pocluso, Psorção, Ptotal e PLegado. Por fim, realizou-se análise de produtividade da cultura. Os resultados obtidos foram submetidos à ANOVA e ao teste Tukey, a 5% de probabilidade. As inoculações com BSF influenciaram na maioria das variáveis de desenvolvimento radicular e promoveram aumento na produtividade do feijoeiro-comum, ao contrário da adubação fosfatada. A nodulação e massa dos nódulos aumentaram com a inoculação com BSF. O PTotal aumentou com a adição de bactérias solubilizadoras de fosfatos e com microrganismos fixadores de N (BSF+M) no sulco de semeadura do feijão. A inoculação com BSF+M, bem como com a adição de 100% de P2O5, aumentaram o teor de P lábil do solo. A inoculação com BSF e 50% da fertilização fosfatada aumentou as frações que compõem o P moderadamente lábil. A sorção de P aumentou com a adição de P2O5, o P ocluso não sofreu influência dos fatores da pesquisa, mas o legado de P aumentou com as dosagens de P e as inoculações bacterianas. Assim sendo, conclui-se que o uso das BSF foi benéfico para a produção do feijoeiro-comum, pois as bactérias promoveram aumento na produtividade e mudanças na arquitetura radicular, sob as condições edafoclimáticas em que o experimento foi realizado. Palavras-chave: bactérias solubilizadoras de fosfatos; fracionamento de P; sistema radicular; solo tropical. ABSTRACT The activity of phosphate-solubilizing microorganisms in the rhizosphere can increase phosphorus availability to plants, potentially influencing their root development. Thus, the objective of this study was to evaluate the effect of applying different P rates and phosphate-solubilizing bacteria (PSB) on the root development of common bean (Phaseolus vulgaris). The field experiment was conducted in the municipality of Pardinho-SP, using a 3x3 factorial design with three PSB inoculation treatments (no PSB; PSB; and PSB+N-fixing microorganisms) and three P rates (0%, 50%, and 100% of the recommended P rate), with four replications. Root samples from 2 plants per plot were collected at the V4 and R6 growth stages, washed with running water, and then scanned using the WinRhizo Scanner to determine: i) root length (cm); ii) root surface area (cm²); iii) average root diameter (mm); iv) root volume (cm³); and v) root density (cm/cm³). Additionally, the number of root nodules was quantified and the dry mass of roots and nodules was determined. Soil phosphorus fractionation analysis was performed to quantify the labile P, moderately labile P, occluded P, sorbed P, total P, and legacy P fractions. Finally, crop yield analysis was carried out. The results were subjected to ANOVA and Tukey’s test at a 5% significance level. PSB inoculations influenced most of the root development variables and promoted an increase in common bean yield, unlike phosphate fertilization. Nodule formation and nodule dry mass increased with PSB inoculation. Total P content increased with the addition of phosphate-solubilizing bacteria and nitrogen-fixing microorganisms (PSB+N) in the planting furrow. Inoculation with PSB+N, as well as the application of 100% P₂O₅, increased the labile P content in the soil. Inoculation with PSB and 50% of the phosphate fertilizer dose increased the moderately labile P fractions. P sorption increased with P₂O₅ addition; occluded P was not influenced by the experimental factors, but legacy P increased with P rates and bacterial inoculations. Therefore, it is concluded that the use of PSB was beneficial for common bean production, as the bacteria promoted yield increases and changes in root architecture under the edaphoclimatic conditions of the experiment. Keywords: phosphate-solubilizing bacteria; P fractionation; root system; tropical soil. LISTA DE ILUSTRAÇÕES Figura 1 - Mapa representando a localização da área experimental na fazenda. Ao lado destaca-se a cidade de Pardinho no mapa de São Paulo, o Estado de São Paulo no mapa do Brasil e o Brasil no mapa da América do Sul.............................................................................................................29 Figura 2 - Temperatura máxima, temperatura média, temperatura mínima e precipitação na área experimental durante o período de fevereiro a junho de 2024......................................................................................................30 Figura 3 – Ajuste da Isoterma de Langmuir para a medida de CMAP do solo da área experimental..............................................................................................33 Figura 4 – Esquema geral da área experimental.........................................................34 Figura 5 - Semeadura mecanizada do feijão no dia 26/02/2024..................................36 Figura 6 - Coleta das raízes com gabarito de ferro durante o estádio V4 do feijoeiro- comum.......................................................................................................37 Figura 7 – Produtividade da cultura em função das doses de P e BSF........................42 Figura 8 – Eficiência agronômica em função das doses de P e BSF...........................43 Figura 9 - Comprimento radicular durante o estádio V4 do feijoeiro-comum em função das doses de P e BSF................................................................................43 Figura 10 - Área superficial radicular, volume radicular e densidade radicular durante o estádio V4 do feijoeiro-comum em função das doses de P e BSF............44 Figura 11 - Diâmetro médio radicular durante o estádio V4 do feijoeiro-comum em função das doses de P e BSF...................................................................45 Figura 12 - Massa seca da parte aérea, massa seca radicular e razão parte aérea/raiz durante o estádio V4 do feijoeiro-comum em função das doses de P e BSF................................................................................................46 Figura 13 - Número de nódulos na raiz e massa seca dos nódulos durante o estádio V4 do feijoeiro-comum em função das doses de P e BSF...........................47 Figura 14 - Comprimento radicular, área superficial radicular e volume radicular durante o estádio R6 do feijoeiro-comum em função das doses de P e BSF............................................................................................................48 Figura 15 - Diâmetro médio radicular e densidade radicular durante o estádio R6 do feijoeiro-comum em função das doses de P e BSF....................................49 Figura 16 - Massa seca da parte aérea, massa seca radicular e razão parte aérea/raiz durante o estádio R6 do feijoeiro-comum em função das doses de P e BSF............................................................................................................50 Figura 17 - Número de nódulos na raiz e massa seca dos nódulos durante o estádio R6 do feijoeiro-comum em função das doses de P e BSF...........................51 Figura 18 - Teor de fósforo total (PTotal) no solo em função das doses de P e BSF.....52 Figura 19 - Teor de fósforo disponível (PM3) no solo em função das doses de P e BSF.........................................................................................................53 Figura 20 - Teor de fósforo inorgânico (PiOH) no solo em função das doses de P e BSF.........................................................................................................53 Figura 21 - Teor de fósforo orgânico (PoOH) no solo em função das doses de P e BSF ................................................................................................................54 Figura 22 - Teor de PCa (PHCl) no solo em função das doses de P e BSF.....................55 Figura 23 - Teor de fósforo ocluso (POCL) no solo em função das doses de P e BSF....55 Figura 24 - Teor de sorção de P (PSOR) no solo em função das doses de P e BSF.......56 Figura 25 - Legado de fósforo (PLegado) no solo em função das doses de P e BSF.......57 LISTA DE TABELAS Tabela 1 - Composição granulométrica e textura do solo da área experimental..........31 Tabela 2 - Caracterização química do solo da área experimental, na profundidade de 0-20 cm, antes da instalação do experimento............................................31 Tabela 3 – Equação linear da Isoterma de Langmuir, sua contante e teor de argila do solo da área experimental..........................................................................33 SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO........................................................................................... 21 2 REVISÃO DE LITERATURA..................................................................... 23 2.1 Feijoeiro-comum (Phaseolus vulgaris L.)................................................ 23 2.2 Importância do fósforo (P) na agricultura............................................. 24 2.3 Microrganismos solubilizadores de fosfato (MSF)............................... 26 2.4 Interação raiz X microrganismos solubilizadores de fosfato (MSF)... 27 3 MATERIAL E MÉTODOS.......................................................................... 29 3.1 Localização e caracterização edafoclimática da área experimental... 29 3.2 Delineamento experimental e tratamentos............................................ 34 3.3 Caracterização da cultivar utilizada....................................................... 35 3.4 Implantação e condução do experimento............................................. 35 3.5 Avaliações................................................................................................ 37 3.5.1 Avaliações realizadas nos estádios V4 e R6.......................................... 37 3.5.2 Análise de fracionamento químico de P................................................ 38 3.5.3 Produtividade de grãos........................................................................... 41 3.5.4 Eficiência agronômica (EA).................................................................... 41 3.6 Análise estatística.................................................................................... 41 4 RESULTADOS.......................................................................................... 42 4.1 Avaliações vegetativas............................................................................ 42 4.1.1 Produtividade da cultura......................................................................... 42 4.1.2 Eficiência agronômica de P2O5 e das BSF............................................ 42 4.1.3 Análises radiculares em diferentes estádios fenológicos................... 43 4.2 Análises de P no solo.............................................................................. 52 4.2.1 Fracionamento químico de P.................................................................. 52 5 DISCUSSÃO.............................................................................................. 58 5.1 Desenvolvimento radicular do feijoeiro-comum................................... 58 5.2 Produtividade do feijoeiro-comum e eficiência agronômica das BSF e P2O5....................................................................................................... 60 5.3 Teor de P solúvel e P Lábil no solo........................................................ 61 5.4 Teor de P moderadamente lábil no solo................................................ 61 5.5 Teor de PTotal, PSorção, POCL e PLegado no solo.......................................... 62 6 CONCLUSÕES......................................................................................... 64 REFERÊNCIAS........................................................................................ 65 21 1 INTRODUÇÃO O feijoeiro comum (Phaseolus vulgaris L.), é uma das principais culturas alimentares produzidas e consumidas em países dos continentes africano, asiático e americano, por ser um alimento rico em proteínas, minerais, vitaminas e carboidratos, contribuindo para a segurança alimentar populacional (Backes; Hemp, 2014; Castro- Guerrero et al., 2016; Mohammed, 2013; Souza; Wander, 2014). No cenário mundial, o Brasil se destaca como sendo o terceiro maior produtor da cultura, atrás de Myanmar e Índia (FAO, 2024). No último levantamento nacional, a produção brasileira foi de 2.899.864 toneladas, com um rendimento médio de 1 ton/ha-1, com destaque para o Paraná, Minas Gerais, Goiás, Mato Grosso e São Paulo, que produziu cerca de 229 mil toneladas, mantendo a média de produção e produtividade desde 2018, apesar da diminuição da área colhida em cerca de 7% no Estado (IBGE, 2023). No Estado de São Paulo, a produção de feijão-comum encontra condições climáticas favoráveis a seu desenvolvimento, sendo cultivado em três safras no mesmo ano agrícola: safra das águas, safra da seca (safrinha) e safra de inverno (terceira safra), posicionando, assim o Estado entre os principais produtores do país (CONAB, 2023; Fuscaldi; Prado, 2005; Silva; Wander, 2013). Dentre os fatores que limitam a produção, está o manejo de nutrientes no solo, especialmente o fósforo (P), que é um elemento essencial nos processos metabólicos que afetam significativamente o crescimento e a produtividade das plantas (Khan et al., 2023; Malhotra et al., 2018; Nascente et al., 2014; Pastorini et al., 2000; Silva et al., 2023; Zucareli et al., 2011). Culturas produzidas em solos com baixo teor de fósforo inorgânico (Pi), apresentam diminuição na taxa de fotossíntese e na condutância estomática (Bechtaoui et al., 2021; Silva et al., 2023). Em leguminosas, a deficiência de P compromete a fixação biológica de nitrogênio (FBN) (Liu et al., 2018; Qu et al., 2019). Devido a fixação desse nutriente às partículas minerais do solo, especialmente em solos ácidos, sua disponibilidade, normalmente, é insuficiente para as plantas, sendo necessário realizar adubações fosfatadas nas áreas agrícolas (Khan et al., 2023; Malhotra et al., 2018; Nascente et al., 2014; Pastorini et al., 2000; Silva et al., 2023; Zucareli et al., 2011). 22 No Brasil, cerca de 80% dos fertilizantes fontes de nitrogênio, fósforo e potássio (NPK) são importados, tornando o país vulnerável as oscilações do mercado internacional. Os principais fornecedores de adubos e fertilizantes para o Brasil são a Rússia, seguida pela China, Canadá, Marrocos, Belarus, Catar, Estados Unidos, Alemanha e Holanda (Brasil, 2021; CONAB, 2021). Todavia, intercorre que problemas como a pandemia de Covid-19 e conflitos geopolíticos influenciaram diretamente na aquisição destes fertilizantes (Osaki, 2023). Dessa forma, o uso de bioinsumos aliado às tecnologias de manejo do solo, tornam- se uma estratégia viável para reduzir a dependência brasileira de fertilizantes químicos importados, principalmente dos fertilizantes fosfatados (Brasil, 2021; Pavinato et al., 2020). A microbiota presente no solo é apontada como uma solução para melhorar a saúde e fertilidade do solo, promovendo o crescimento da planta, sem comprometer o equilíbrio do ecossistema (Rawat et al., 2020). Nesse sentido, menciona-se que os microrganismos solubilizadores de fosfato (MSF) são bactérias ou fungos capazes de quebrar formas insolúveis de P no solo e disponibilizá-lo às plantas como uma forma solúvel que pode ser facilmente absorvida (Silva et al., 2023; Wang et al., 2023). No Brasil, existem alguns inoculantes comerciais para a solubilização de P, podendo citar o BiomaPhos®, que contém as cepas Bacillus subtilis (CNPMS B2084) e B. megaterium (CNPMS B119), que pode ser utilizado via tratamento de sementes ou aplicado diretamente no sulco de semeadura (Oliveira-Paiva et al., 2020; Oliveira- Paiva et al., 2022; Owen et al., 2015; Viana, 2021). Seu uso é indicado para a produção de milho (Zea mays) e já foi validado para uso na soja (Glycine max) (Oliveira-Paiva et al., 2021), porém, sua utilização no cultivo de feijoeiro-comum é pouco investigada. Neste contexto, surgiu a hipótese de que a aplicação de bactérias solubilizadoras de fosfatos pode aumentar o teor de P no solo e promover mudanças na arquitetura radicular do feijoeiro. A constatação desta hipótese seria relevante para o fortalecimento da sustentabilidade dos sistemas de produção de leguminosas em solos tropicais. Dessa maneira, o objetivo deste estudo foi avaliar o efeito da aplicação de doses de P e de bactérias solubilizadoras de fosfato (BSF) sobre o desenvolvimento radicular do feijoeiro-comum (Phaseolus vulgaris), nas condições edafoclimáticas do Estado de São Paulo. 64 6 CONCLUSÕES As inoculações com bactérias solubilizadoras de fosfatos (BSF) testadas promoveram aumento na produtividade do feijoeiro-comum. A adubação fosfatada não influenciou na maioria das variáveis de desenvolvimento radicular, enquanto as BSF influenciaram no comprimento, volume, área superficial, diâmetro médio e densidade da raiz no estádio V4 e no comprimento, volume e área superficial no estádio R6. A nodulação e massa dos nódulos aumentaram com a inoculação com BSF e as doses de P2O5. O PTotal aumentou com a adição de bactérias solubilizadoras de fosfatos e com microrganismos fixadores de N (BSF+M) no sulco de semeadura do feijão. A inoculação com BSF+M, bem como com a adição de 100% de P2O5, aumentaram o teor de P lábil do solo. A inoculação com BSF e 50% da fertilização fosfatada aumentou as frações que compõem o P moderadamente lábil. A sorção de P aumentou com a adição de P2O5, o P ocluso não sofreu influência dos fatores estudados, mas o legado de P aumentou com as dosagens de P e as inoculações bacterianas. Assim sendo, conclui-se que o uso das BSF foi benéfica para a produção do feijoeiro-comum, promovendo aumento na produtividade e mudanças na arquitetura radicular, sob as condições edafoclimáticas em que o experimento foi realizado. 65 REFERÊNCIAS ABBASI, S. Plant–microbe interactions ameliorate phosphate-mediated responses in the rhizosphere: a review. Frontiers in Plant Science, v. 14, p. 1074279, 2023. ALORI, E. T. et al. Microbial phosphorus solubilization and its potential for use in sustainable agriculture. Frontiers in microbiology, v. 8, p. 971, 2017. ALVAREZ, V. H. et al. 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