Synergism between phosphate fertilization and phosphate-solubilizing microorganisms enhances phosphorus use efficiency in a soybean–maize succession

Resumo Técnico: Sinergismo entre a Fertilização Fosfatada e Microorganismos Solubilizadores de Fosfato em uma Sucessão Soja–Milho

Problema
O fósforo (P) é um macronutriente crítico para o crescimento das culturas, mas sua eficiência em solos tropicais, particularmente Oxisolos altamente intemperizados do bioma Cerrado, permanece baixa devido à forte fixação por óxidos de ferro e alumínio. Essa limitação exige altas taxas de fertilização fosfatada, o que aumenta os custos de produção e os riscos ambientais, como a eutrofização. Embora os microorganismos solubilizadores de fosfato (MSF) ofereçam um mecanismo biológico para mobilizar o P insolúvel, há uma carência de dados de campo sobre seus efeitos sinérgicos com fertilizantes minerais em sistemas integrados de sucessão soja–milho. Este estudo aborda a lacuna de conhecimento relativa a como a inoculação combinada de MSF e diferentes doses de monoamônio fosfato (MAP) afetam a disponibilidade de P no solo, a atividade bioquímica, a fisiologia vegetal e o rendimento em condições tropicais.

Metodologia
A pesquisa foi conduzida como um experimento de campo em Montividiu, Goiás, Brasil, durante a safra 2023/2024, em um Oxisol do Cerrado com nível inicial de P disponível de 25 mg dm⁻³. O estudo utilizou um delineamento de blocos casualizados (DBC) com quatro repetições. Os tratamentos consistiram em cinco doses de P₂O₅ (0, 19,5, 39,0, 58,5 e 78,0 kg ha⁻¹) aplicadas como MAP, combinadas ou não com a inoculação de duas linhagens específicas de MSF: Bacillus subtilis (CNPMS B2084) e Priestia megaterium (CNPMS B119). Um controle absoluto (sem P, sem MSF) foi incluído.

O experimento avaliou uma sucessão soja–milho. A soja (Glycine max, cv. Soy Combate IPRO) foi semeadas em outubro de 2023, seguida pelo milho (Zea mays, híbrido MG597) em março de 2024. As principais mensurações incluíram:

• Características Agronômicas: Número de vagens, grãos por vagem, produtividade de grãos e peso de mil grãos.
• Estado Nutricional: Concentrações de P nas folhas e nos grãos.
• Parâmetros Fisiológicos: Transientes de fluorescência da clorofila a (protocolo O–J–I–P) para avaliar o desempenho do Fotossistema II (PSII), incluindo taxas de fechamento do centro de reação, rendimentos quânticos e probabilidades de transporte de elétrons.
• Atributos Bioquímicos do Solo: P disponível no solo (Mehlich-1), atividades enzimáticas ($\beta$-glucosidase, arilsulfatase, fosfatases ácida e alcalina) e proteína do solo relacionada à glomalina facilmente extraível (EE-GRSP).

Os dados foram analisados por meio de ANOVA e modelos de regressão polinomial, com comparações realizadas contra o controle absoluto utilizando testes de mínima diferença significativa (LSD).

Principais Resultados
O estudo revelou respostas distintas entre as duas culturas e mudanças bioquímicas específicas:

• Resposta da Soja: A inoculação com MSF aumentou a disponibilidade de P no solo e a concentração de P foliar em comparação ao controle, mesmo sem a adição de P mineral. No entanto, a produtividade de grãos não foi significativamente afetada pelos tratamentos, apresentando uma média de 4.199 kg ha⁻¹ nos tratamentos com P + MSF. O número de vagens por planta nos tratamentos que receberam $\ge$19,5 kg ha⁻¹ de P₂O₅ foi, na verdade, inferior ao do controle absoluto. A concentração de P foliar diminuiu quadraticamente com o aumento das doses de P, enquanto a concentração de P nos grãos aumentou linearmente. Os parâmetros fotoquímicos do PSII permaneceram estáveis em todos os tratamentos.
• Resposta do Milho: O milho exibiu uma resposta mais forte aos tratamentos combinados. A produtividade de grãos aumentou linearmente com as doses de P₂O₅ sob inoculação de MSF, com doses $\ge$26 kg ha⁻¹ resultando em produtividades superiores a 3,5 Mg ha⁻¹, comparadas a 3,2 Mg ha⁻¹ no controle. A concentração de P foliar apresentou uma resposta quadrática, atingindo o pico com 41,5 kg ha⁻¹ de P₂O₅.
• Bioquímica do Solo: A atividade da $\beta$-glucosidase aumentou linearmente com a aplicação de P₂O₅ + MSF em ambas as culturas, indicando um aumento no ciclo de carbono microbiano. Por outro lado, a atividade da arilsulfatase permaneceu estável. As atividades das fosfatases ácida e alcalina foram geralmente inalteradas ou diminuíram na presença de P + MSF, sugerindo uma regulação negativa da síntese enzimática quando o P inorgânico está disponível. O conteúdo de glomalina permaneceu estável entre os tratamentos.

Principais Contribuições e Significância
O artigo demonstra que a aplicação sinérgica de Bacillus subtilis e Priestia megaterium com fertilizantes fosfatados minerais aumenta a eficiência do uso do fósforo em sistemas de sucessão soja–milho tropicais, embora a magnitude do benefício dependa da cultura.

1. Dinâmicas Específicas de Culturas: O estudo destaca que culturas C₄ (milho) apresentam uma resposta linear de rendimento ao tratamento combinado, provavelmente devido a uma maior capacidade fotossintética e demanda de nutrientes, enquanto culturas C₃ (soja) mantiveram rendimentos estáveis, mas mostraram melhor eficiência na absorção de nutrientes sem penalidades de produtividade.
2. Mecanismo de Ação: Os resultados confirmam que a inoculação de MSF mobiliza efetivamente o P nativo ou fixado do solo, conforme evidenciado pelo aumento de P foliar na soja sem fertilizante mineral. O aumento linear na atividade da $\beta$-glucosidase sugere que o tratamento combinado estimula o metabolismo microbiano mais amplo e a rotatividade da matéria orgânica.
3. Estabilidade Fisiológica: A estabilidade dos parâmetros fotoquímicos do PSII em todos os tratamentos indica que as doses de P aplicadas e a inoculação de MSF não induziram estresse fotossintético, mantendo a saúde fisiológica das plantas.
4. Manejo Sustentável: Os autores concluem que a inoculação de MSF é uma estratégia eficaz para melhorar a eficiência do uso de P. Os achados sugerem que esses microorganismos podem complementar a fertilização mineral, permitindo potencialmente a redução da dependência de altas doses de P em sistemas de cultivo tropicais sem comprometer o desempenho agronômico, contribu que para um manejo de nutrientes mais sustentável.

O artigo apresenta de forma modesta esses achados como um avanço na compreensão das interações bióticas-abióticas sob condições de campo, observando que avaliações de longo prazo e análises de custo-benefício são necessárias para a adoção em larga escala.