Bioprospecção de microrganismos autóctones em solo cultivado com cana-de-açúcar e avaliação de seu potencial de biodegradação de tebuthiuron - Jorososki, Letícia Barbosa [UNESP] (Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2023)
O Brasil é líder mundial em produção de cana-de-açúcar. Tal posição é, parcialmente, garantida pelo modo de produção intensivo que conta com ampla utilização de agrotóxicos. Dentre estes, o tebuthiuron é um dos herbicidas mais utilizados em lavouras brasileiras, a fim do controle da comunidade infestante de plantas espontâneas. Entretanto, sua molécula apresenta alto potencial de impacto ambiental devido à longa persistência no solo e toxicidade. Neste contexto se faz necessário o estudo de metodologias eficientes para a redução destes compostos no ambiente. Portanto, o objetivo deste estudo foi bioprospectar microrganismos autóctones de solo cultivado com cana-de-açúcar contendo histórico de aplicação de tebuthiuron e de avaliar sua eficiência na biodegradação desta molécula. Para tanto, foi realizado o monitoramento do metabolismo microbiano através de ensaios colorimétricos qualitativos (ensaios fotográficos) e quantitativos (espectrofotometria). O delineamento experimental utilizado para ambas análises foi o inteiramente casualizado, no esquema fatorial 2x5, totalizando 10 tratamentos, ligados à presença ou ausência do herbicida associadas a quatro inoculações de microrganismos isolados. Os resultados foram analisados através da escala de diluições do DCPIP para o ensaio colorimétrico quantitativo e pelos testes de Welch e Games-Howell, para o ensaio colorimétrico quantitativo. Ao analisar visualmente o primeiro ensaio proposto não foi possível verificar a descoloração dos meios em nenhum tratamento proposto, fazendo-se necessária a melhor investigação das amostras por espectrofotometria. Pelos testes estatísticos, entretanto, houve, pelo menos, um isolado que se diferiu dos demais, quanto ao potencial de degradação de herbicida. Por escala Bayesiana, houve moderada a forte evidência de que tal condição experimental – que envolvia microrganismos bioprospectados de cana-soca – degradou tebuthiuron, o que reduziu a capacidade de absorção de meio analítico que o continha. Os resultados de pesquisa são consistentes e condutivos ao desenvolvimento de estratégias microbiotecnológicas para descontaminação de solo e proteção ambiental em ambientes agrícolas de produção, como canaviais. Entretanto, pela incipiência e desconhecido de composição de inóculo, há necessidade de caracterização, para confirmação de agentes de biodegradação de tebuthiuron.

Brazil's dominance in global sugarcane production hinges on intensive agricultural practices reliant on pesticide utilization. However, the extensive use of herbicides, notably tebuthiuron, presents significant environmental concerns owing to its enduring persistence in the soil and inherent toxicity. To address this challenge, we designed a study to bioprospect autochthonous microorganisms inhabiting tebuthiuron-treated sugarcane soil and assess their efficacy in metabolizing this compound. Qualitative colorimetric assays (photographic assays) and quantitative assays (spectrophotometry) were employed to monitor microbial metabolic activity. A completely randomized 2x5 factorial scheme was arranged, encompassing 10 treatments representing herbicide presence/absence and four inoculations of isolated microorganisms. Visual analysis of the colorimetric assays did not reveal any discernible discoloration, necessitating further scrutiny through spectrophotometry. Nevertheless, statistical analysis identified at least one isolate exhibiting distinct herbicide degradation potential, supported by moderate to strong Bayesian evidence. Our findings yield robust and compelling evidence for the development of microbiotechnological strategies aimed at soil remediation and environmental protection in agricultural landscapes, particularly within sugarcane cultivation. Comprehensive characterization of the microbial inoculum is imperative to validate the tebuthiuron biodegradation agents, thereby paving the way for sustainable agricultural practices and environmental conservation.

La dominancia de Brasil en la producción mundial de caña de azúcar se basa en prácticas agrícolas intensivas que dependen en gran medida del uso de pesticidas. Sin embargo, el amplo uso de herbicidas, especialmente el tebuthiuron, plantea importantes preocupaciones ambientales debido a su persistencia duradera en el suelo y su toxicidad inherente. Para abordar este desafío, diseñamos un estudio para prospectar microorganismos autóctonos que habitan en suelos de caña de azúcar tratados con tebuthiuron y evaluar su eficacia en la metabolización de este compuesto. Se utilizaron ensayos colorimétricos cualitativos (ensayos fotográficos) y ensayos cuantitativos (espectrofotometría) para monitorear la actividad metabólica de los microorganismos. Se utilizó un diseño factorial completamente aleatorizado de 2x5, que comprendía 10 tratamientos que representaban la presencia o ausencia del herbicida y cuatro inoculaciones de microorganismos aislados. El análisis visual de los ensayos colorimétricos no reveló ninguna decoloración discernible, lo que requirió una mayor investigación mediante espectrofotometría. Por lo tanto, el análisis estadístico identificó al menos un microorganismo aislado que mostraba un potencial distintivo para degradar el herbicida, respaldado por evidencia bayesiana moderada a fuerte. Nuestros hallazgos brindan evidencia sólida y convincente para el desarrollo de estrategias microbiotecnológicas destinadas a la remediación del suelo y la protección del medio ambiente en paisajes agrícolas, especialmente en el cultivo de caña de azúcar. Es imperativo realizar una caracterización exhaustiva del inóculo microbiano para validar los agentes de biodegradación del tebuthiuron, allanando el camino para la implementación de prácticas agrícolas sostenibles y la conservación del medio ambiente.
Bioprospection of autochthonous microorganisms on sugarcane soil and evaluation of their potential on tebuthiuron biodegradation.
Bioprospección de microorganismos autóctonos en los suelos de caña de azúcar y evaluación de su potencial en la biodegradación de tebuthiuron.
Keywords: Impacto ambiental; Biorremediação; Colorimetria; Teoria bayesiana de decisão estatística; Bayesian Decision Theory; Bioremediation; Colorimetry; Environmental Impact; Biorremediación; Colorimetría; Impacto Ambiental; Teoría de Decisiones Bayesiana