Utilização de microrganismos eficientes (EM) em horticultura biológica

Abstract

No âmbito dos processos e fatores de produção em agricultura biológica, os microrganismos do solo assumem um papel fundamental, e incluem a utilização de ‘microrganismos eficientes’ (EM). Os EM são culturas mistas de microrganismos de ocorrência natural, como bactérias fotossintéticas, lactobacilos, leveduras, actinomicetos e fungos filamentosos, que apresentam diversos benefícios para o solo e para as plantas. O presente trabalho teve como objetivo avaliar no crescimento da alface, o efeito da aplicação de EM em conjunto com fertilizantes orgânicos (F) (Monterra no primeiro ensaio e compostado no segundo ensaio). Os ensaios realizados em vasos, decorreram no final do inverno e na primavera, com quatro blocos casualizados e cinco tratamentos. Três tratamentos com F e com EM: (i) certificado EMRO/Japão (EM1), (ii) Herdade Freixo do Meio (não comercial) (EM2) e (iii) Bioprana/Pontevedra/Espanha (EM3), e dois tratamentos sem EM: (iv) com F (EM0) e (v) sem F (EM0sF). Os EM foram aplicados uma vez por semana na água de rega (0,5‧L vaso-1) e as doses de aplicação seguiram as recomendações dos fabricantes: 150, 50 e 30 mL 5‧L-1 água, respetivamente para EM1, EM2 e EM3, com exceção do EM2 com 100 mL 5‧L-1 água no 2º ensaio. O 1º ensaio no final do inverno, decorreu com 15,5°C de temperatura média do ar, as alfaces (cv. Folha-de-carvalho) foram plantadas no dia 11/3/2022 em vasos com 8 kg de solo com pH de 5,5 e 1,7% de matéria orgânica (MO), com aplicação de Monterra (3‧t‧ha-1), calcário (Physiolith, 2‧t‧ha-1) e rega semanal, tendo as plantas apresentado sintomas de Meloidogyne spp. à colheita, 53 dias após plantação (DAP). No 2º ensaio, na Primavera, com temperatura média de 20,2°C, as alfaces (cv. Clerac) foram plantadas no dia 28/4/22, num solo com pH 6,0 e MO 3,6%, com aplicação de um compostado de bagaço e engaço de uva (20‧t‧ha-1), com duas regas semanais e colheita 32 DAP. A análise das comunidades microbianas dos solos do 2º ensaio e do EM1, foram realizadas utilizando a técnica de sequenciação de nova geração (NGS). A região do 16S rDNA amplificada foi a região V3-V4 e a sua sequenciação foi realizada com o sequenciador Illumina MiSeq®. No 1º ensaio, apesar dos tratamentos com e sem EM e com Monterra apresentarem valores de número de galhas e massas de ovos planta-1 semelhantes e inferiores em comparação com EM0sF, o peso seco da alface foi superior em EM3 em comparação com EM2, e sem diferenças significativas em comparação com os restantes tratamentos. No 2º ensaio, o peso seco das alfaces foi superior e semelhante para todos os tratamentos com e sem EM e com compostado, em comparação com EM0sF. A análise taxonómica do microbioma dos solos mostrou que os quatro Filos mais abundantes são Acidobacteria, Proteobacteria, Actinobacteria e Chloroflexi. A aplicação de EM1 não alterou significativamente a abundância relativa dos Filos. As Famílias mais representativas em todas as amostras de solo com e sem EM1 são Nitrosomonadaceae, Gemmatimonadaceae, Chthoniobacteraceae e Xanthobacteraceae, enquanto no EM1 predominava a família Lactobacillaceae. Apesar do Género Lactobacillus ser dominante na composição de EM1, e estar ausente no solo inicial, a sua adição ao solo não aumentou significativamente a abundância relativa nos solos tratados, não tendo tido assim o efeito esperado. O microbioma do EM1 é distinto do microbioma dos solos, predominando o Filo Firmicutes (83,58%) seguido de Proteobacteria (8,45%). A aplicação de EM1 não alterou a diversidade e riqueza das comunidades, que se mantiveram elevadas até ao final do ensaio. A diversidade β avaliada através da análise de clusters, mostrou que a aplicação de EM1 ou do fertilizante orgânico, mantém a estrutura das comunidades a níveis muito próximos da dos solos sem EM1 e sem fertilizante, ou mesmo do das amostras sem planta, sendo todos distintos da estrutura da comunidade do solo inicial. Conclui-se que a aplicação de EM1, para além de não ter influenciado o crescimento das plantas, não influenciou significativamente a composição global das comunidades microbianas, nomeadamente, na diversidade e riqueza das comunidades do solo, sendo importante a continuidade da investigação.

Among the processes and production factors used in organic agriculture, soil microorganisms play a key role, and include the use of 'efficient microorganisms' (EM). EM are mixed cultures of naturally occurring microorganisms, such as photosynthetic bacteria, lactobacilli, yeasts, actinomycetes and filamentous fungi, which have several benefits for soil and plants. This study aimed to evaluate on lettuce growth, the effect of EM application together with organic fertilizers (F) (Monterra in the 1st experiment and compost in the 2nd). The two experiments took place at the end of winter and spring and were carried out in pots, with four randomized blocks and five treatments. Three treatments with F and with EM: (i) EMRO/Japão certificate (EM1), (ii) Herdade Freixo do Meio (non-commercial) (EM2) and (iii) Bioprana/Pontevedra/Spain (EM3); and two without EM: (iv) with F (EM0) and (v) without F (EM0sF). The EM were applied once a week through irrigation (0.5‧L pot-1) and the application doses followed the manufacturers' recommendations: 150, 50 and 30 mL 5‧L-1 water, respectively for EM1, EM2 and EM3, with the exception of EM2 with 100 mL 5‧L-1 water in the 2nd experiment. The 1st experiment at the end of winter, ran with an average temperature of 15.5°C, the lettuces (cv. Folha-de-carvalho) were planted on 3/11/2022 in pots with 8 kg of soil with a pH of 5.5 and 1, 7% organic matter (OM), with application of Monterra (3‧t‧ha-1), limestone (Physiolith, 2‧t‧ha-1) and weekly irrigation, with the plants showing symptoms of Meloidogyne spp. at harvest, 53 days after planting (DAP). In the 2nd experiment in spring, the mean air temperature was 20.2°C, the lettuces (cv. Clerac) were planted on 4/28/22, in a soil with pH 6.0 and MO 3.6%, with application of a composted grape pomace and stalks (20‧t‧ha-1), twice weekly irrigated and harvested 32 DAP. The analysis of the microbial communities of the soils of the 2nd trial and EM1 was carried out using the next generation sequencing (NGS) technique. The region of 16S rDNA amplified was the V3-V4 region and its sequencing was carried out with the Illumina MiSeq® sequencer. In the 1st experiment, despite the plant treatments with and without EM and with Monterra had 1similar and lower number of galls and egg mass plant-1, compared to EM0sF, the dry weight of lettuce was higher in EM3, compared to EM2, without significant differences compared to the other plant treatments. In the 2nd experiment, the dry weight of lettuces was similar for all plant treatments with and without EM and with compost, and the mean was higher compared to the lettuce dry weight of EM0sF. Taxonomic analysis of the soil microbiome showed that the four most abundant Phylum were Proteobacteria Acidobacteria, Actinobacteria and Chloroflexi. The application of EM1 did not significantly change the relative abundance of Phylum. The most representative families in all soil samples with and without EM1 were Nitrosomonadaceae, Gemmatimonadaceae, Chthoniobacteraceae and Xanthobacteraceae, while in EM1 the Lactobacillaceae family predominated. Despite the Genus Lactobacillus being dominant in the composition of EM1, and being absent in the initial soil, its addition to the soil did not significantly increase the relative abundance in the treated soils, thus not having the expected effect. The EM1 microbiome is distinct from the soil microbiome, with the Firmicutes phylum predominating (83.58%) followed by Proteobacteria (8.45%). The application of EM1 did not change the diversity and richness of the communities, which remained high until the end of the trial. The β diversity assessed through cluster analysis, showed that the application of EM1 or organic fertilizer maintains the structure of the communities at levels very close to that of soils without EM1 and without fertilizer, or even that of samples without plants, all of which are clearly distinct from the initial soil community structure. It is concluded that the application of EM1 did not significantly influence the global composition of microbial communities, and did not have a significant impact on the diversity and richness of soil communities, requiring continued investigation.