MORAIS, Gildean Portela. Comportamento de híbridos de milho adubados com nitrogênio e inoculados com diazotróficos associativos. 2014. 67 f. : Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Ceará, Centro de Ciências Agrárias, Departamento de Ciências do Solo, Programa de Pós-Graduação em Agronomia - Solos e Nutrição de Plantas, Fortaleza-CE, 2014 / Submitted by Nádja Goes (nmoraissoares@gmail.com) on 2016-05-19T15:21:16Z No. of bitstreams: 1 2014_dis_gpm.pdf: 1223080 bytes, checksum: adffbf6bd5daca21fd52f40a09fdd858 (MD5) / Approved for entry into archive by Nádja Goes (nmoraissoares@gmail.com) on 2016-05-19T15:21:35Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_dis_gpm.pdf: 1223080 bytes, checksum: adffbf6bd5daca21fd52f40a09fdd858 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-19T15:21:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_dis_gpm.pdf: 1223080 bytes, checksum: adffbf6bd5daca21fd52f40a09fdd858 (MD5) Previous issue date: 2014 / The development of new technologies that seek to reduce the use of fertilizers, especially nitrogen, is essential for the sustainability of the production system in maize (Zea mays L.). The use of microorganisms in agriculture is a widely researched alternative, seeking a reduction in the use of nitrogen fertilizers with consequent reduction in environmental degradation. This study aimed at proving the hypothesis of the effect of inoculation with endophytic diazotrophic bacteria on growth and nutrient content in two maize hybrids subjected to four levels of nitrogen fertilization and on the soil microbial activity. The experiment was conducted in a greenhouse for a period of 90 days. The experimental design was randomized blocks, evaluating two maize hybrids (AG 1051 and BM 3061), the treatments were arranged in a 4 x 2 factorial design, with four replicates, inoculated and not inoculated with the commercial product based on Azospirillum brasilense and subjected to four different doses of nitrogen (0, 0.5, 1.0 and 1.5 g pot-1). In this trial, there was a significant interaction between inoculation factors and nitrogen doses root nitrogen accumulation and shoot phosphorus accumulation of the hybrid AG 1051. Regarding the BM 3061 hybrid, it showed a significant interaction on the shoot potassium accumulation. In the assessment, there have been isolated factors of inoculation and nitrogen doses for root dry mass, the accumulation of nitrogen and potassium of shoots for AG 1051. For BM 3061 hybrid, there were significant effects of phosphorus content of shoots and root potassium. The isolated factor of inoculation with Azospirillum brasilense showed significant effect only on the basal soil respiration under the influence of the hybrid BM 3061. Data on height, stem diameter, leaf area, chlorophyll content, dry mass of leaves, stems and roots of maize plants grown under greenhouse conditions showed significant effects attributed solely to the addition of nitrogen fertilizer, regardless of inoculation with Azospirillum brasilense. It was concluded that inoculation with Azospirillum brasilense in this study contributed little to the parameters evaluated, the maize hybrid AG 1051 was more sensitive to the inoculation with BM 3061, and that the maize hybrids are sensitive to the variation of the nitrogen content applied to the soil. / O desenvolvimento de novas tecnologias que buscam a redução no uso de fertilizantes, especialmente os nitrogenados, é essencial para a sustentabilidade do sistema de produção na cultura do milho (Zea mays L.). O uso de microrganismos na agricultura é uma alternativa amplamente pesquisada, que busca a diminuição no uso de fertilizantes nitrogenados com consequente redução da degradação do meio ambiente. O presente trabalho objetivou comprovar a hipótese do efeito da inoculação de bactérias diazotróficas endofíticas, sobre o crescimento e teores de nutrientes em dois híbridos de milho submetidos a quatro doses de adubações nitrogenadas e sobre a atividade microbiana do solo. O experimento foi conduzido em casa de vegetação, por um período de 90 dias. O delineamento experimental utilizado foi em blocos casualizados, avaliando-se dois híbridos de milho (AG 1051 e BM 3061), os tratamentos foram dispostos no esquema fatorial 2 x 4, com quatro repetições, inoculado e não inoculado com o produto comercial a base de Azospirillum brasilense e submetidos a quatro diferentes doses de nitrogênio (0; 0,5; 1,0 e 1,5 g vaso-1). Neste ensaio, houve interação significativa entre os fatores inoculação e doses de nitrogênio para o acúmulo de nitrogênio da raiz e no acúmulo de fósforo da parte aérea do híbrido AG 1051, em relação ao híbrido BM 3061 apresentou interação significativa sobre o acúmulo do potássio da parte aérea. Na avaliação, houve efeitos isolados dos fatores inoculação e doses de nitrogênio para a massa seca da raiz, no acúmulo de nitrogênio e potássio da parte aérea do híbrido AG 1051, para o híbrido BM 3061 efeitos significativos para o teor de fósforo da parte aérea e do potássio na raiz. O fator isolado da inoculação com Azospirillum brasilense revelou efeito significativo apenas sobre a respiração basal do solo sob influencia do híbrido BM 3061. Os dados relativos à altura, diâmetro do colmo, área foliar, teor de clorofila, massa seca das folhas, colmo e raiz das plantas de milho, cultivadas em condições de casa de vegetação, revelam que houve efeitos significativos atribuídos apenas à adição de fertilizantes nitrogenados, independentemente da inoculação com Azospirillum brasilense. Conclui-se que a inoculação com Azospirillum brasilense nesse estudo pouco contribuiu com as variáveis avaliadas, o híbrido de milho AG 1051 se mostrou mais sensível à inoculação do que o BM 3061, e que os híbridos de milhos são sensíveis à variação do teor de nitrogênio aplicado no solo.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / New technologies are intended to assist the farmer in the inoculation process, as is the case of antecipated inoculation (pre-inoculation) provided by using osmoprotectors. In search of higher yields, the kind of inoculation and management with nitrogen fertilizer also need to be clarified. In this study, two experiments were conducted to evaluate the agronomic performance of two inoculation strategies with Bradyrhizobium alone (conventional inoculation) or combined with Azsopirillum brasilense (co-inoculation). The first experiment, we evaluated the pre-inoculation (0, 7 and 10 days before seeding). The second experiment evaluated the response to supply urea (0, 75 and 150 kg N ha-1) split into two periods of three soybeans cultivars development stage (BMX Ativa RR, TEC 6029 IPRO and BMX Potência RR). We evaluated the interaction of nodulation, of morphophysiological components and grain yield at conditions of Santa Maria. Co-inoculation and conventional inoculation, both plus an osmoprotectors, showed increases in grain yield relative to treatment not inoculated 31 and 25%, respectively. With seven days before to sowing, use of osmoprotectors for both types of inoculation, did not differ statistically from the other treatments inoculated the same day of sowing. Co-inoculation provided increment in grain yield of 240 kg ha-1 compared to conventional inoculation. BMX Ativa, TEC 6029 IPRO and BMX Potência when co-inoculated showed increases in grain yield 6, 4 e 12%, respectively. The addition of 150 kg N ha-1 for the two indeterminate cultivars had an increases, but without economic return. The cultivars tested when inoculated conventionally not respond positively to the application of urea. Therefore, these results confirm the effectiveness of the use osmoprotectores and co-inoculation ond the seeds and low economic returns provided by the use of nitrogen fertilizer. It emphasizes the use of activation and protection substances on rhizobial inoculants for the formulation, as well as more studies concerning the efficiency of co-inoculation with rhizobacteria promote plant growth to obtain higher yields. / Novas tecnologias têm surgido para auxiliar o agricultor no processo de inoculação, como é o caso da pré-incoulação (inoculação antecipada) possibilitada pelo uso de osmoprotetores. Na busca por produtividades superiores, o tipo de inoculação e o manejo com fertilizante nitrogenado também precisam ser melhor esclarecidos. No presente trabalho, foram conduzidos dois experimentos para avaliar o desempenho agronômico de duas estratégias de inoculação com bactérias do gênero Bradyrhizobium isoladamente (inoculação convencional) ou combinadas com Azospirillum brasilense (co-inoculação). O primeiro experimento, testou a pré-inoculação (0, 7 e 10 dias anteriores à semeadura). O segundo experimento, testou à resposta ao fornecimento de ureia (0, 75 e 150 kg de N ha-1) fracionado em dois momentos do estádio de desenvolvimento de três cultivares de soja (BMX Ativa RR, TEC 6029 IPRO e BMX Potência RR). Avaliou-se os componentes da nodulação, morfofisiológicos e da produtividade de grãos nas condições edafoclimáticas de Santa Maria. A co-inoculação e a inoculação convencional, ambas acrescidas do osmoprotetor, apresentaram acréscimos na produção de grãos em relação ao tratamento não inoculado de 31 e 25%, respectivamente. Com sete dias anteriores à semeadura, o uso do osmoprotetor para os dois tipos de inoculação, não diferiu estatisticamente dos demais tratamentos inoculados no mesmo dia da semeadura. A co-inoculação proporcionou incremento na produtividade de grãos de 240 kg ha-1 quando comparado à inoculação convencional. Os cultivares BMX Ativa, TEC 6029 e BMX Potência quando co-inoculadas apresentaram incrementos na produtividade de 6, 4 e 12% respectivamente. Com a adição de 150 kg de N ha-1, os dois cultivares indeterminados apresentaram incremento na produtividade de 300 kg ha-1, porém, sem retorno econômico. Os cultivares testados quando inoculados convencionalmente não respondem positivamente à aplicação de ureia. Portanto, esses resultados confirmam a eficácia do uso de osmoprotetores e co-inoculação de sementes e o baixo retorno econômico proporcionado pelo uso de fertilizante nitrogenado. Enfatiza-se o uso de substâncias de ativação e proteção para os rizóbios na formulação de inoculantes, assim como, mais estudos quanto a eficiência da co-inoculação com rizobactérias promotoras de crescimento de plantas para obtenção de maiores produtividades.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / In southern Brazil the consortium oat and ryegrass is the most used during the winter period in the crop-livestock system. One of the barriers in this system refers to the waiting period forage when there is shortage of fodder for livestock. The duration of this period should be as short as possible, so that the grazing of animals is anticipated. Alternatively to shorten the forage empty, has the use of the bacterium Azospirillum brasilense, microorganism with potential for nitrogen fixation. Therefore, the study was developed to evaluate the initial performance of the oat and ryegrass under consortium inoculation of the bacteria. The study consisted of two experiments. The first entitled "Influence of chemical treatment and inoculation with Azospirillum brasilense on the physiological quality of seeds of oat and ryegrass", aimed to evaluate the effect of inoculation associated with chemical seed treatment on seed physiological performance of the consortium in 2012 and 2013. The second, entitled "Initial establishment of plants consortium oat and ryegrass under inoculation with Azospirillum brasilense, in integrated crop-livestock system" aimed to evaluate the effect of inoculation on the growth of plants of the consortium in the field. The inoculation showed satisfactory results on some characteristics of species of the consortium, as the accumulation of dry matter in oat seedlings in 2012, and for two years in ryegrass. In the field, inoculation provided greater number of leaves and tillers of both species, while plant height was only stimulated in corn stubble. / No Sul do Brasil o consórcio aveia-preta e azevém é o mais utilizado no período hibernal, em sistema de integração lavoura-pecuária. Uma dos entraves nesse sistema refere-se ao período de vazio forrageiro, quando existe déficit de forragem para os animais. A duração desse período deve ser mais curta possível, para que o pastejo dos animais seja antecipado. Como alternativa para encurtar o vazio forrageiro, tem-se o uso da bactéria Azospirillum brasilense, microrganismo com potencial de fixação de nitrogênio. Diante disso, desenvolveu-se o estudo com objetivo de avaliar o desempenho inicial do consórcio aveia-preta e azevém sob inoculação dessa bactéria. O trabalho consistiu de dois experimentos. O primeiro intitulado Influencia do tratamento químico e inoculação com Azospirillum brasilense sobre a qualidade fisiológica de sementes de aveia preta e azevém , teve por objetivo avaliar o efeito da inoculação associada ao tratamento químico de sementes no desempenho fisiológico das sementes do consórcio, em 2012 e 2013. O segundo, intitulado Estabelecimento inicial de plantas do consórcio aveia-preta e azevém, sob inoculação com Azospirillum brasilense, em sistema de integração lavoura-pecuária que objetivou avaliar o efeito da inoculação no crescimento inicial das plantas do consórcio no campo. A inoculação mostrou resultados satisfatórios sobre algumas características das espécies do consórcio, como o acúmulo de matéria seca em plântulas de aveia-preta em 2012, e nos dois anos em azevém. No campo, a inoculação proporcionou maior número de folhas e de afilhos das duas espécies, enquanto a altura de plantas só foi evidenciada em resteva de milho.

Submitted by Simone Souza (simonecgsouza@hotmail.com) on 2017-08-25T15:07:40Z No. of bitstreams: 1 DISS_2014_Meeg Vicente Andrade.pdf: 751625 bytes, checksum: 9148dd40ee4f716669670cfda0e3eb08 (MD5) / Approved for entry into archive by Jordan (jordanbiblio@gmail.com) on 2017-08-30T12:05:42Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DISS_2014_Meeg Vicente Andrade.pdf: 751625 bytes, checksum: 9148dd40ee4f716669670cfda0e3eb08 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-30T12:05:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DISS_2014_Meeg Vicente Andrade.pdf: 751625 bytes, checksum: 9148dd40ee4f716669670cfda0e3eb08 (MD5) Previous issue date: 2014-07-24 / CAPES / Objetivou-se com este trabalho avaliar características agronômicas e o valor nutritivo da Urochloa brizantha cultivar Marandu, sob estratégias de manejo e aporte nitrogenado. O experimento foi conduzido em Sinop, Mato Grosso, Brasil, na Embrapa Agrossilvipastoril de 03 de outubro de 2012 a 16 de maio de 2013 em delineamento de blocos completos casualizados, em arranjo fatorial 2 x 4, com três repetições. Os fatores foram duas estratégias de corte: 25 cm de altura do dossel e 28 dias; e quatro estratégias de aporte nitrogenado: 0 e 80 kg de N.ha-1, somente inoculante e 80 kg de N.ha-1 + inoculante. Amostras pré-corte foram retiradas para caracterizar acúmulo, composição morfológica e valor nutritivo da forragem. Os dados foram analisados utilizando o SAS. A estratégia de 25 cm de altura obteve maior período de rebrotação maior de forragem (2430 kg.ha-1) e de folhas (1515 kg.ha-1). Enquanto a estratégia 28 dias resultou em acúmulo de forragem e de folha menor (1860 e 1230 kg.ha-1, respectivamente). O aporte de nitrogênio mineral associado à fixação biológica de nitrogênio aumenta a proporção de folhas da massa de forragem de capim Marandu. O teor de proteína bruta na forragem de capim Marandu aumenta quando associa-se Azospirillum brasilense com fertilizante mineral. / The objective of this study was to evaluate agronomic characteristics and the nutritive value of Urochloa brizantha cv. Marandu forage as affected by management strategies and nitrogen supply. The experiment was carried out in Sinop, Mato Grosso, Brazil, at Embrapa Agrosilvopastoral, from October 3, 2012 to May 16, 2013, in a randomized complete block design in a 2 x 4 factorial arrangement with three replications. The factors were two harvest strategies: 25 cm of canopy height and 28 days of rest period; 4 strategies of nitrogen supply: 0, 80 kg of N.ha-1, only 80 kg of inoculant and N.ha-1 inoculant. Pre-harvest samples were collected to characterize forage accumulation, morphologic composition and nutritive value. Data were analyzed using of SAS system. The 25 cm strategy had the higher rest period, which results in higher forage (2430 kg.ha-1) and leaf (1515 kg.ha-1) accumulation. While the 28 days strategy registered lower forage and leaf accumulation (1860 and 1230 kg.ha-1, respectively). Nitrogen supply associated to biological nitrogen fixation increases leaf proportion on the Marandu palisadegrass. Crude protein on the pre-harvest forage mass enhance when associated Azospirillum brasilense with mineral fertilizer.

The sweet sorghum (Sorghum bicolor) presents high potential to be utilized as a raw material for the generation of ethanol. Recent studies indicated that sorghum can be colonized by diazotrophic bacteria that may provide part of the necessary crop N through biological N fixation (BNF). Therefore, the present study was aimed to evaluate the efficiency of inoculation with diazotrophic bacteria in sweet sorghum genotypes for growth, biomass production, stalk yield and N accumulation. Two studies were conducted. The first study was conducted in a greenhouse where fifteen sorghum genotypes were grown under four N sources i.e, control (without any N source), Herbaspirillumrubrisubalbicans, Azospirillum brasilense and 60 kg N ha-1. The second study was conducted in the field for two consecutive years with four sorghum genotypes under five sources of N: control (without any N source); A. brasilense;40 kg N ha-1 (40 N) + A. brasilense; 40 kg N ha-1 and 80 kg N ha-1 (80 N). In both studies, biometric variables of growth, dry matter, biomass and total N accumulation were evaluated besides sugarcane stalk and grain head yield in the field study. In both studies there was no interaction between genotypes and N sources.In the first study, the best results were obtained with the inoculation of Azospirillum brasilense which promoted an increase in dry matter (MSR), plant height, stalk diameter and N accumulation of 30%, 9 %, 10% and 8%, respectively, compared to control. In the second study, the genotype BRS 511 had high stalk production and grain head and low plant height and higher average stalk diameter which minimized the risk of lodging , Inoculation of plants did not increase the variables analyzed, except the production of grain head. The isolated use of inoculant resulted in production of similar grain head that was obtained with 40N treatment. Combined use of inoculant with N (40N) resulted in an increase of 6% in grain head production compared to treatment 40N and reached to 93% obtained with 80N treatment. The results of this study indicated a positive effect of inoculation with Azospirillumbrasilense on the production of grain head in sweet sorghum. / O sorgo sacarino (Sorghum bicolor) apresenta elevado potencial para ser utilizado como matéria prima na geração de etanol. Estudos recentes apontam que o sorgo pode ser colonizado por bactérias diazotróficas que podem fornecer parte do N necessário da cultura através da fixação biológica de N (FBN). O presente estudo teve por objetivo avaliar a eficiência da inoculação de bactérias diazotróficas em genótipos de sorgo sacarino sobre o crescimento, a produção de biomassa, produtividade de colmos e acúmulo de N. Foram realizados dois estudos. O primeiro foi realizado em casa de vegetação com o cultivo de quinze genótipos de sorgo sacarino sob quatro fontes de N: Testemunha, Herbaspirillum rubrisubalbicans, Azospirillum brasilense e 60 kg ha-1 N. O segundo estudo, foi conduzido a campo por dois anos consecutivos, e avaliados quatro genótipos de sorgo sob cinco fontes de N: Testemunha; A. brasilense; 40 kg de N ha-1 (40 N) + A. brasilense; 40 N; 80 kg de N ha-1 (80 N). Foram avaliadas em ambos os estudos, variáveis biométricas de crescimento, matéria seca, biomassa e N total acumulado, além de produtividade de colmos e de caldo no estudo de campo. Nos dois estudos não houve interação entre genótipos e fontes de N. No estudo I, os melhores resultados foram obtidos com a inoculação de Azospirillum brasilense o qual promoveu um incremento em MSR, altura, diâmetro de colmos e acúmulo de N de 30%, 9%, 10% e 8%, respectivamente, em relação à testemunha. No estudo II, o genótipo BRS 511 teve alta produção de colmos e de caldo, além de minimizar o risco de acamamento, por possuir baixa estatura de planta e o maior diâmetro médio de colmos. A inoculação não aumentou as variáveis analisadas, exceto a produção de caldo. O uso isolado do inoculante resultou em produção de caldo semelhante aquela obtida no tratamento 40N. Combinando o uso do inoculante com N (40N) houve um incremento de 6% na produção de caldo em relação ao tratamento 40N e atingiu 93% da produção obtida no tratamento 80N. Os resultados desse estudo apontam para um efeito positivo da inoculação de Azospirillum brasilense sobre a produção de caldo em sorgo sacarino.

CoordenaÃÃo de AperfeÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / O desenvolvimento de novas tecnologias que buscam a reduÃÃo no uso de fertilizantes, especialmente os nitrogenados, à essencial para a sustentabilidade do sistema de produÃÃo na cultura do milho (Zea mays L.). O uso de microrganismos na agricultura à uma alternativa amplamente pesquisada, que busca a diminuiÃÃo no uso de fertilizantes nitrogenados com consequente reduÃÃo da degradaÃÃo do meio ambiente. O presente trabalho objetivou comprovar a hipÃtese do efeito da inoculaÃÃo de bactÃrias diazotrÃficas endofÃticas, sobre o crescimento e teores de nutrientes em dois hÃbridos de milho submetidos a quatro doses de adubaÃÃes nitrogenadas e sobre a atividade microbiana do solo. O experimento foi conduzido em casa de vegetaÃÃo, por um perÃodo de 90 dias. O delineamento experimental utilizado foi em blocos casualizados, avaliando-se dois hÃbridos de milho (AG 1051 e BM 3061), os tratamentos foram dispostos no esquema fatorial 2 x 4, com quatro repetiÃÃes, inoculado e nÃo inoculado com o produto comercial a base de Azospirillum brasilense e submetidos a quatro diferentes doses de nitrogÃnio (0; 0,5; 1,0 e 1,5 g vaso-1). Neste ensaio, houve interaÃÃo significativa entre os fatores inoculaÃÃo e doses de nitrogÃnio para o acÃmulo de nitrogÃnio da raiz e no acÃmulo de fÃsforo da parte aÃrea do hÃbrido AG 1051, em relaÃÃo ao hÃbrido BM 3061 apresentou interaÃÃo significativa sobre o acÃmulo do potÃssio da parte aÃrea. Na avaliaÃÃo, houve efeitos isolados dos fatores inoculaÃÃo e doses de nitrogÃnio para a massa seca da raiz, no acÃmulo de nitrogÃnio e potÃssio da parte aÃrea do hÃbrido AG 1051, para o hÃbrido BM 3061 efeitos significativos para o teor de fÃsforo da parte aÃrea e do potÃssio na raiz. O fator isolado da inoculaÃÃo com Azospirillum brasilense revelou efeito significativo apenas sobre a respiraÃÃo basal do solo sob influencia do hÃbrido BM 3061. Os dados relativos à altura, diÃmetro do colmo, Ãrea foliar, teor de clorofila, massa seca das folhas, colmo e raiz das plantas de milho, cultivadas em condiÃÃes de casa de vegetaÃÃo, revelam que houve efeitos significativos atribuÃdos apenas à adiÃÃo de fertilizantes nitrogenados, independentemente da inoculaÃÃo com Azospirillum brasilense. Conclui-se que a inoculaÃÃo com Azospirillum brasilense nesse estudo pouco contribuiu com as variÃveis avaliadas, o hÃbrido de milho AG 1051 se mostrou mais sensÃvel à inoculaÃÃo do que o BM 3061, e que os hÃbridos de milhos sÃo sensÃveis à variaÃÃo do teor de nitrogÃnio aplicado no solo. / The development of new technologies that seek to reduce the use of fertilizers, especially nitrogen, is essential for the sustainability of the production system in maize (Zea mays L.). The use of microorganisms in agriculture is a widely researched alternative, seeking a reduction in the use of nitrogen fertilizers with consequent reduction in environmental degradation. This study aimed at proving the hypothesis of the effect of inoculation with endophytic diazotrophic bacteria on growth and nutrient content in two maize hybrids subjected to four levels of nitrogen fertilization and on the soil microbial activity. The experiment was conducted in a greenhouse for a period of 90 days. The experimental design was randomized blocks, evaluating two maize hybrids (AG 1051 and BM 3061), the treatments were arranged in a 4 x 2 factorial design, with four replicates, inoculated and not inoculated with the commercial product based on Azospirillum brasilense and subjected to four different doses of nitrogen (0, 0.5, 1.0 and 1.5 g pot-1). In this trial, there was a significant interaction between inoculation factors and nitrogen doses root nitrogen accumulation and shoot phosphorus accumulation of the hybrid AG 1051. Regarding the BM 3061 hybrid, it showed a significant interaction on the shoot potassium accumulation. In the assessment, there have been isolated factors of inoculation and nitrogen doses for root dry mass, the accumulation of nitrogen and potassium of shoots for AG 1051. For BM 3061 hybrid, there were significant effects of phosphorus content of shoots and root potassium. The isolated factor of inoculation with Azospirillum brasilense showed significant effect only on the basal soil respiration under the influence of the hybrid BM 3061. Data on height, stem diameter, leaf area, chlorophyll content, dry mass of leaves, stems and roots of maize plants grown under greenhouse conditions showed significant effects attributed solely to the addition of nitrogen fertilizer, regardless of inoculation with Azospirillum brasilense. It was concluded that inoculation with Azospirillum brasilense in this study contributed little to the parameters evaluated, the maize hybrid AG 1051 was more sensitive to the inoculation with BM 3061, and that the maize hybrids are sensitive to the variation of the nitrogen content applied to the soil.

Les bactéries rhizosphériques stimulatrices de croissance (PGPR) du genre Azospirillum sont utilisées commercialement pour leur capacité à stimuler la croissance et à augmenter le rendement des céréales via une relation associative complexe et peu comprise. L'objectif de cette étude a été d'utiliser les outils modernes de la métabolomique pour caractériser les mécanismes biochimiques activés par la souche A. lipoferum CRT1 chez son hôte, le maïs.L'analyse des contenus phytochimiques des racines, feuilles et sève ascendante a suggéré pour la première fois l'importance de la communication racine-feuille et des sucres simples dans l’augmentation de croissance et du potentiel de conversion photochimique de jeunes plantules par A. lipoferum CRT1. Une analyse transcriptomique a révélé un impact modéré au niveau des racines et des modifications de nombreux nœuds régulateurs des processus biologiques cellulaires des feuilles, dont ceux contrôlés par les auxines et l’acide abscissique. Des essais agronomiques conduits deux années consécutives sur quatre sites ont indiqué que l'augmentation de rendement par A. lipoferum CRT1 dérivait d’une sécurisation de la germination lors de stress environnementaux précoces et non de modifications des métabolomes (dont ceux liés à la nutrition azotée et phosphorée), de la croissance et du potentiel photosynthétique des plantules, des modifications qui étaient par contre liées aux contextes pédo-climatiques. La sécurisation de la germination était due à une accélération de la sortie de la radicule et de la consommation des sucres simples, et molécules apparentées, de la graine / Plant growth-promoting rhizobacteria (PGPR) of the genus Azospirillum are used commercially for their capacity to stimulate the growth and enhance the yield of cereal crops via an intricate, complex and poorly understood associative relationship. The aim of this study was to use modern metabolomics tools to decipher the biochemical mechanisms activated by A. lipoferum CRT1 in its maize host.The analysis of the phytochemical contents of roots, leaves and ascending sap revealed for the first time the importance of root-to-shoot communication and of simple sugars in the enhancement of growth and photochemical conversion potential of young plantlets by A. lipoferum CRT1. A transcriptomic analysis showed moderate impact on roots and a coordinate modulation of several regulatory nodes of cellular biological processes, including some mediated by auxins and abscissic acid. Agronomic field trials conducted two consecutive years in four sites correlated yield enhancement by A. lipoferum CRT1 to the securing of seed germination during environmental stresses. No correlation was found with modifications of plantlets metabolomes (including those linked to nitrogen and phosphorus nutrition), growth and photochemical conversion potential which were found to depend on additional soil and climate cues. Germination securing was due to a speeding of radicule emergence and of seed simple sugars consumption

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This thesis presents results of an experiment with crop-livestock integration in two growing seasons (2012/2013 and 2013/2014). In cold seasons was used pasture formed by the mixture of black and annual ryegrass grazed sheep on a three-factor experiment (Grazing management, nitrogen fertilization level and seed inoculation) in experimental design of randomized blocks. For Grazing management factor to pasture was managed as follows: (i) conventional grazing (PC), where the animals remained in the pasture throughout the trial without a control of the grass height, (II, III and IV) - stubble height of 10, 20 and 30 cm and a witness without grazing (SP). Nitrogen rates were three (0, 50 and 100 kg nitrogen ha-1), and seeds of oat and ryegrass inoculated or not with bacteria Azospirillum brasilense. In herbage mass of pasture collected at the entrance and exit of animals, botany separation of the components (leaf, stem, senescent material, inflorescence) was carried out and was obtained total biomass production in the different treatments. It was found that the biomass production of black and annual ryegrass increased with the application of 100 kg nitrogen ha-1 and the Azospirillum brasilense inoculation and the proportion of structural components varied according to the different grazing managements, doses nitrogen and inoculation with Azospirillum brasilense. Above straw of black and annual ryegrass were introduced corn and soybeans in no-till system, which were inoculated or not with bacteria Azospirillum brasilense. In maize, higher plant height was checked when it is grown under straw oat and ryegrass in the absence of grazing, which also favors the crop yield. In conditions of drought nitrogen applied on grassland favors the development of corn, increasing plant height, insertion height of spike and stem diameter. In maize yield this effect is pronounced in areas where it had a larger mass of waste fodder. Inoculation with Azospirillum brasilense has a positive effect on the components of income and productivity of independent corn growing season and hybrid used. The soybean crop has the best yield in crop-livestock integration system as established under black and annual ryegrass pasture managed with heights between 20 and 30 cm. Inoculation with Azospirillum brasilense should not be used alone in the soybean crop. / Este trabalho apresenta resultados de um experimento com integração lavoura-pecuária em dois anos agrícolas (2012/2013 e 2013/2014). Nas estações frias se utilizou pastagem formada pela mistura de aveia preta e azevém sob pastejo com ovinos, em um experimento trifatorial (manejo do pastejo, doses de nitrogênio e inoculação de sementes), em delineamento experimental de blocos ao acaso. Para o fator manejo do pastejo a pastagem foi manejada da seguinte forma: (I) pastejo convencional (PC), onde os animais permaneciam na pastagem por todo o período experimental sem um controle da altura da pastagem, (II, III e IV) - altura da pastagem na saída dos animais de 10, 20 e 30 cm e uma testemunha sem pastejo (SP). As doses de nitrogênio foram três (0, 50 e 100 kg de nitrogênio ha-1), e sementes de aveia preta e azevém inoculadas ou não com a bactéria Azospirillum brasilense. Na massa de forragem da pastagem coletada na entrada e saída dos animais, foi realizada a separação botânica dos componentes (folha, colmo, material senescente, inflorescência) e foi obtida a produção de biomassa total nos diferentes tratamentos. Verificou-se que a produção de biomassa da pastagem de aveia preta e azevém aumentou com a aplicação de 100 kg de nitrogênio ha-1 e com a inoculação de Azospirillum brasilense e a proporção dos componentes estruturais variaram em função dos diferentes manejos de pastejo, doses de nitrogênio e inoculação com Azospirillum brasilense. Sobre a palhada de aveia preta e azevém foram introduzidas as culturas de milho e soja em semeadura direta, as quais foram inoculadas ou não com a bactéria Azospirillum brasilense. Na cultura do milho, maior altura de plantas foi verificado quando este é cultivado sob palhada de aveia preta e azevém na ausência de pastejo, o que favorece também a produtividade da cultura. Em condições de estiagem o nitrogênio aplicado na pastagem favorece o desenvolvimento do milho, aumentando a altura da planta, altura de inserção de espiga e diâmetro de colmo. Na produtividade do milho este efeito é pronunciado nas áreas onde se tinha uma maior massa de forragem residual. A inoculação com Azospirillum brasilense tem efeito positivo sobre os componentes do rendimento e produtividade do milho independente do ano agrícola e do híbrido utilizado. A cultura da soja possui melhores produtividades em sistema de integração lavoura-pecuária quando estabelecida sob pastagem de aveia preta e azevém manejadas com alturas de pastejo entre 20 e 30 cm. A inoculação com Azospirillum brasilense não deve ser usada isoladamente na cultura da soja.

Les bactéries rhizosphériques qualifiées de PGPR (Plant Growth-Promoting Rhizobacteria) forment des symbioses associatives avec les plantes, stimulant la croissance de ces dernières. Les PGPR présentent différents mécanismes phytobénéfiques (production de phytohormones, fixation non symbiotique de l’azote, etc.). Plusieurs PGPR sont susceptibles d’interagir avec la même plante hôte, et il est possible que leurs effets phytobénéfiques soient influencés par les interactions qu’elles auront les unes avec les autres. L’objectif de cette thèse était de caractériser la compatibilité des PGPR dans la rhizosphère d’une même plante hôte, dans le cas de modèles bactériens appartenant aux genres Azospirillum et Pseudomonas. Certains Pseudomonas phytobénéfiques produisant des métabolites antimicrobiens, comme le 2,4-diacétylphloroglucinol (DAPG), nous avons tout d’abord examiné si la capacité à produire du DAPG pouvait inhiber Azospirillum. Les expériences de confrontation réalisées in vivo avec P. fluorescens F113 et un mutant DAPG-négatif, en système gnotobiotique, ont montré que la colonisation racinaire et l’activité phytostimulatrice de certaines PGPR Azospirillum pouvaient effectivement être diminuées en présence de Pseudomonas producteurs de DAPG. Pour évaluer la colonisation racinaire par Azospirillum en sol non stérile, des outils de PCR quantitative en temps réel ont été développés et validés pour trois souches de premier plan (A. lipoferum CRT1, A. brasilense UAP-154 et CFN-535). L’utilisation de ces outils a permis la comparaison de ces trois souches d’Azospirillum, chacune co-inoculée avec la souche P. fluorescens F113 productrice de DAPG, sur du maïs cultivé en sol non stérile. Les niveaux de colonisation racinaire différaient selon la souche d’Azospirillum, et la combinaison de microorganismes phytobénéfiques conduisait à une meilleure croissance du maïs par comparaison avec des plantes non inoculées. Les résultats suggèrent que des PGPR des genres Pseudomonas et Azospirillum peuvent être compatibles dans la rhizosphère d’une même plante, même si les premiers ont le potentiel d’inhiber certains des seconds par la production de métabolites secondaires antimicrobiens / Plant Growth-Promoting Rhizobacteria (PGPR) can form an associative symbiosis with plants, which results in stimulation of plant growth. PGPR harbour different phytobeneficial mechanisms (non-symbiotic nitrogen fixation, phytohormone synthesis, etc.). Various PGPR can interact with the same host plant, and it is possible that their phytobeneficial effects will be influenced by the interactions between these PGPR. The objective of this doctoral work was to characterize PGPR compatibility in the rhizosphere of the same host plant, in the case of model bacteria belonging to the genera Azospirillum and Pseudomonas. Because certain phytobeneficial Pseudomonas produce antimicrobial metabolites, such as 2,4-diacetylphloroglucinol (DAPG), we have first examined if DAPG production capacity could be involved in Azospirillum inhibition. In vivo experiments, performed with P. fluorescens F113 and a DAPG-negative mutant in gnotobiotic systems, showed that root colonization and phytostimulation activity of certain Azospirillum PGPR was indeed affected in the presence of DAPG-producing Pseudomonas. In order to evaluate Azospirillum root colonization in non-sterile soil, real-time quantitative PCR tools were developed and validated for three prominent Azospirillum strains (A. lipoferum CRT1, A. brasilense UAP-154 and CFN-535). The use of these real-time PCR tools enabled the comparison of the three Azospirillum strains, each co-inoculated with the DAPG-producing strain P. fluorescens F113, in the rhizosphere of maize grown in non-sterile soil. Root colonization levels differed according to the Azospirillum strain, and the combination of phytobeneficial microorganisms led to enhanced maize growth in comparison with non-inoculated plants. These results suggest that PGPR belonging to the genera Pseudomonas and Azospirillum may be compatible in the rhizosphere of a same plant, even if the former have the potential to inhibit some of the latter by producing antimicrobial secondary metabolites

La spécificité d'hôte est un concept fondamental pour comprendre les mécanismes évolutifs ayant abouti aux interactions étroites entre les bactéries et les plantes. Les études réalisées sur la coopération entre les bactéries rhizosphériques phytostimulatrices (PGPR) et les plantes suggèrent que la spécificité serait régie soit par une adaptation souchespécifique de la bactérie à des caractères aspécifiques de la plante, soit par une adaptation aspécifique de la bactérie à des propriétés spécifiques d'un génotype de plante. Ainsi, nous formulons l'hypothèse que ces adaptations se traduisent par la régulation de nombreux gènes indépendamment de leur implication directe dans l'effet phytobénéfique. Ces régulations pourraient dépendre de la combinaison souche bactérienne/génotype de plante considérée. L'objectif de ce travail est de mettre en évidence les gènes impliqués dans l'adaptation des partenaires l'un à l'autre et ceux impliqués dans la spécificité, au cours de la coopération PGPR-plantes. Pour cela, nous avons choisi comme modèle d'étude l'interaction entre Azospirillum lipoferum 4B et les céréales (blé, maïs, riz cultivars Cigalon et Nipponbare) avec un accent porté sur l'expression des gènes des deux partenaires de la coopération A. lipoferum 4B-riz. Les résultats de transcriptomique sur puce soulignent l'importance des mécanismes de réponse au stress oxydatif au cours de l'adaptation des partenaires l'un à l'autre ainsi que la mise en place de réseaux de régulation complexes. De nombreux gènes présentent un profil d'expression qui dépend de la combinaison souche/cultivar, suggérant que des mécanismes évolutifs ont conduit à une interaction préférentielle entre une souche et son cultivar d'origine / Host specificity is a fundamental concept in understanding evolutionary processes leading to intimate interactions between bacteria and plants. In the case of Plant Growth- Promoting Rhizobacteria (PGPR) specificity appears to be controlled either by a strainspecific bacterial adaptation to non-specific traits of the host plant or by non-specific bacterial adaptation to genotype-specific properties of the host plant. Thus, we hypothesize that these adaptations result in the regulation of a large number of genes, independently of their direct involvement in phytostimulation. These regulations may depend on the bacterial strain / plant genotype combination. This work aims at identifying genes involved in reciprocal adaptation of partners and those involved in host specificity in PGPR-plant cooperation. As a model, we studied the interaction between Azospirillum lipoferum 4B and cereals (wheat, corn, rice cultivars Nipponbare and Cigalon), with an emphasis on gene expression of both partners during A. lipoferum 4B-rice cooperation. Microarray transcriptomic results highlight the importance of mechanisms implicated in response to oxidative stress as well as a tight adjustment of regulatory networks during the adaptation of both partners to each other. Many genes display expression profile that depends on the strain/cultivar combination, suggesting that evolutionary processes have led to a preferential interaction between a strain and its original cultivar