Synergistic effects of vermicompost and phosphate-solubilizing bacteria on wheat growth, phosphorus bioavailability, and soil microbial dynamics in calcareous soils

Resumo Técnico: Efeitos Sinérgicos de Vermicomposto e Bactérias Solubilizadoras de Fosfato em Trigo em Solos Calcários

Definição do Problema
Os solos calcários, que constituem mais de 30% da área terrestre global e aproximadamente 65 milhões de feddans no Egito, são caracterizados por alto pH, elevado conteúdo de carbonato de cálcio e baixa disponibilidade de fósforo (P). Nestes ambientes alcalinos, o fósforo tende a precipitar como fosfatos de cálcio insolúveis, limitando severamente a produtividade das culturas. Embora os adendos orgânicos e os inoculantes microbianos sejam conhecidos por melhorar a fertilidade do solo, há insuficiência de dados relativos aos impactos sinérgicos específicos da combinação de vermicomposto com bactérias solubilizadoras de fosfato (BSP) no crescimento do trigo e na biodisponibilidade de P sob condições calcárias.

Metodologia
O estudo empregou um experimento de vasos em casa de vegetação utilizando um delineamento de blocos casualizados (DBC) com seis repetições. O solo experimental foi um solo calcário franco-arenoso coletado de Borg El Arab, Egito, com pH inicial de 8,3 e baixo P disponível (8,3 mg/kg).

• Tratamentos: Oito tratamentos foram avaliados:
  1. Controle (sem adições).
  2. Inoculação de BSP isolada.
  3. Três taxas de vermicomposto isolado (10, 15 e 20 toneladas fed⁻¹; designados como V1, V2, V3).
  4. Três tratamentos integrados combinando taxas de vermicomposto com BSP (V1+B, V2+B, V3+B).
• Insumos:
  • Vermicomposto: Produzido a partir de resíduos de trigo e esterco bovino utilizando Eisenia fetida, P. excavatus e Lumbricus rubellus. Continha 19,2% de carbono orgânico e 1,58% de N total.
  • BSP: Isolada da rizosfera de trigo saudável em Alexandria, Egito, utilizando ágar Pikovskaya. A estirpe selecionada foi cultivada a ~10⁹ UFC/mL e aplicada como um revestimento de sementes à base de turfa.
• Nutrientes: Uma aplicação basal de P (150 mg/kg), K (120 mg/kg) e N parcelado (120 mg/kg) foi aplicada a todos os vasos para garantir a suficiência de nutrientes, exceto para os tratamentos variáveis.
• Cultura: O trigo (Triticum aestivum L., cv. Giza 171) foi colhido 70 dias após a semeadura.
• Medições: Os parâmetros incluíram crescimento de parte aérea e radicular (altura, peso fresco/seco, comprimento radicular, comprimento de pelos radiculares, área superficial), absorção de P pela planta, P disponível no solo (método Olsen), pH do solo, carbono da biomassa microbiana, atividade da alcalina fosfatase, respiração microbiana e contagens bacterianas.

Resultos Principais
O estudo demonstrou que a aplicação combinada de vermicomposto e BSP produziu resultados superiores em comparação com os tratamentos individuais ou o controle.

• Crescimento da Planta: O tratamento V3+B (20 toneladas fed⁻¹ de vermicomposto + BSP) aumentou significativamente todos os parâmetros de crescimento. Em comparação com o controle, a altura da planta aumentou de 21 cm para 68 cm, o peso fresco da parte aérea de 1,0 para 2,7 g planta⁻¹ e o peso seco da parte aérea de 0,27 para 0,57 g planta⁻¹.
• Arquitetura Radicular: O desenvolvimento radicular foi marcadamente melhorado. O comprimento radicular aumentou de 3650 para 5100 cm planta⁻¹, e o comprimento total dos pelos radiculares subiu de 6,6 para 35,28 mm cm⁻¹ raiz. A meia distância média entre as raízes (r1) diminuiu significativamente nos tratamentos combinados, indicando uma zona de depleção de nutrientes expandida.
• Dinâmica do Fósforo:
  • P Disponível no Solo: Aumentou de 5,4 mg kg⁻¹ no controle para 25,7 mg kg⁻¹ no tratamento V3+B.
  • Absorção de P pela Planta: Subiu de 0,83 para 4,47 mg P planta⁻¹.
  • pH do Solo: Os tratamentos combinados reduziram o pH do solo de 8,37 para 7,93, uma redução mais significativa do que o vermicomposto ou a BSP isoladamente.
• Atividade Microbiana: A abordagem integrada impulsionou significativamente a saúde biológica do solo. O carbono da biomassa microbiana aumentou de 64,1 para 296,3 mg kg⁻¹, a atividade da alcalina fosfatase de 21,8 para 181,5 µg p-NP g⁻¹ h⁻¹, e a respiração microbiana de 0,19 para 1,16 CO₂-C mg g⁻¹ dia⁻¹.
• Correlações: Observaram-se fortes correlações positivas entre o crescimento da planta/absorção de P e a atividade microbiana (ex: altura da planta vs. absorção de P, r = 0,993). Inversamente, o pH do solo mostrou fortes correlações negativas com o P disponível e a biomassa microbiana, confirmando que a redução do pH é um mecanismo primário para a melhoria da disponibilidade de P.

Contribuições Principais e Significância
O artigo afirma que a integração de vermicomposto e BSP cria uma forte interação sinérgica que aborda os desafios duplos da baixa disponibilidade de P e da limitada atividade microbiana em solos calcários.

• Mecanismo de Sinergia: Os autores postulam que o vermicomposto fornece uma fonte de carbono prontamente disponível e nutrientes que estimulam a atividade metabólica das BSP, levando ao aumento da secreção de ácidos orgânicos e enzimas fosfatases. Simultaneamente, os ácidos orgânicos da decomposição do vermicomposto reduzem o pH do solo, aumentando ainda mais a solubilização de P e criando um ambiente mais favorável para as BSP.
• Estratégia Sustentável: O estudo conclui que esta abordagem integrada é uma estratégia eficaz e sustentável para melhorar a fertilidade do solo e a produtividade do trigo. Oferece um caminho viável para reduzir a dependência de fertilizantes químicos, enquanto aumenta a funcionalidade microbiana do solo.
• Limitações: Os autores observam que o estudo foi conduzido sob condições de casa de vegetação com uma única cultivar e um único tipo de solo. Eles enfatizam que a validação em campo através de diversas regiões agroecológicas é necessária para confirmar a eficácia a longo prazo.

Em resumo, a pesquisa fornece evidências de que a coaplicação de adendos orgânicos (vermicomposto) com inoculantes microbianos específicos (BSP) pode superar significativamente as restrições dos solos calcários, levando a um crescimento do trigo aprimorado, melhor biodisponibilidade de fósforo e um microbioma do solo mais ativo.