Diversidade de plantas espontâneas e de fungos micorrízicos arbusculares em sistema de plantio direto com cebola e culturas de cobertura micotróficas e não micotróficas

Abstract

Este trabalho buscou avaliar como as culturas de cobertura (CC) de caráter micotrófico e não micotrófico afetam as comunidades dos fungos micorrízicos arbusculares (FMA) e de plantas espontâneas. O experimento foi realizado na Estação Experimental de Ituporanga da EPAGRI, em área que possui o cultivo da cebola em plantio direto há 13 anos. Os tratamentos utilizados foram: aveia-preta (AV) (Avena strigosa), nabo-forrageiro (NF) (Raphanus sativus) solteiros, consórcio AV + NF e testemunha (plantas espontâneas) no inverno, seguidos do cultivo de cebola (Allium cepa) e da mucuna-preta (Mucuna aterrima). As análises ocorreram durante dois anos, em dois estudos, o primeiro avaliou a influência das CC na diversidade e estrutura das plantas espontaneas e o segundo, os efeitos na comunidade de FMA. Amostras de solo foram coletadas na semeadura e no acamamento das CC para contagem de esporos. No fim do ciclo das CC foi avaliada a produção de massa seca, colonização micorrízica das CC e espécies espontâneas dominantes, além do potencial de inóculo do solo. Durante o ciclo da cebola a contagem de esporos, colonização micorrízica da cebola e espécies espontâneas dominantes foram realizadas 39, 85 e 116 dias após transplante (DAT) da cebola. No primeiro ano foi realizado nesses períodos a identificação florística e estrutura fitossociológica da comunidade de plantas espontâneas. A caracterização genética por sequenciamento de nova geração da comunidade de FMA e quantificação de glomalina foi realizada na semeadura e no corte das CC e 116 DAT. Neste período mediram o rendimento e classificação dos bulbos da cebola. Os tratamentos com CC no inverno produziram entre 5,0 e 5,2 Mg ha-1 de massa seca e diferiram da testemunha. Foram identificadas 20 diferentes espécies de plantas espontâneas pertencentes a 14 famílias. A 85 DAT ocorreram os maiores valores de massa seca das plantas espontâneas e riqueza de espécies. A Análise de Componentes Principais foi eficiente para ordenar a distribuição das espécies de acordo com a produção de massa seca de cada planta espontânea. A cebola produziu entre 30 e 35 Mg ha-1 com destaque para AV, superior à testemunha, que também produziu bulbos maiores. 80% das plantas espontâneas identificadas eram micotróficas. A trapoeraba (Commelina benghalensis) e beldroega (Portulaca oleraceae), espécies não micotróficas, só foram encontradas no tratamento NF, mas não foram consideradas dominantes. As CC não afetaram a dominância das plantas espontâneas por seu caráter micotrófico. Os cultivos influenciaram a abundância de propágulos fúngicos do solo, colonização micorrízica das espécies vegetais, teores de glomalina e a diversidade de FMA. Os maiores números de esporos no solo ocorreram nos tratamentos com aveia-preta, em todos os períodos de análise, com exceção da época de corte da mucuna-preta. As maiores taxas de colonização micorrízica da cebola ocorreram durante 39 e 85 DAT e reduziram em 116 DAT, esse comportamento foi observado também nas espécies espontâneas. A presença anual de uma cultura não micotrófica reduziu as frações de glomalina no solo. O sequenciamento genético identificou 75 unidades taxonômicas operacionais com predominância do gênero Glomus. A diversidade de FMA foi afetada pelos CC e tempos de coleta, o que indica a ação das plantas cultivadas nesta comunidade.

Abstract: This work sought to evaluate how mycotrophic and non-mycotrophic cover crops (CC) affect arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) and weed communities. The experiment was carried out in Ituporanga, Southern Brazil, in an area where onions have been cultivated in no-tillage for 13 years. The treatments used were black-oat (BO) (Avena strigosa), oilseed-radish (OR) (Raphanus sativus) alone, BO + OR consortium, and control (fallow) in winter, followed by onion (Allium cepa) in spring and velvet-bean (Mucuna aterrima) in summer. The work spanned two years, in two bioassays, the first on the influence of CC on the diversity and structure of weed and the second on the AMF community. Soil samples for spore counting were collected at CC sowing and layering. Dry mass production, CC mycorrhizal colonization, dominant weeds, and soil mycorrhizal fungal inoculum potential were evaluated at the end of the winter CC cycle. During the onion cycle, spore counts, onion root colonization, and dominant weed analyses were performed at 39, 85 and 116 after days transplant (ADT). In the first year, weed community floristic identification and phytosociological structure analysis were performed at the same time. Next-generation sequencing of the AMF community and glomalin quantification was done at CC sowing and rolling and 116 ADT. Winter CC produced between 5.0 and 5.2 Mg ha-1 of dry mass and differed from the fallow control. Twenty different weed species belonging to 14 families were identified. The highest values of weed biomass and species richness occurred at 85 ADT. Principal Component Analysis was efficient in ordering the distribution of species according to dry mass production of each weed. Onions produced between 30 and 35 Mg ha-1, and yield in areas with BO was higher than in the fallow areas, which also produced larger bulbs. 80% of the spontaneous plants identified were mycotrophic. Ragweed (Commelina benghalensis) and purslane (Portulaca oleraceae), non-mycotrophic species, were found only in areas with OR, but they were not dominant. CC did not affect weed dominance for their mycotrophic trait. Crops affected the abundance of soil fungal propagules, plant root colonization, glomalin, and arbuscular mycorrhizal fungal diversity. The highest soil spore numbers occurred in treatments with black oats in all sampling times, except during velvet bean growth. The highest onion root mycorrhizal colonization rates occurred at 36 and 85 ADT, lowering at 116 ADT, and that behavior was also observed in the weed species. The annual presence of a non-mycotrophic crop reduced soil glomalin. Illumina sequencing identified 75 operational taxonomic units, predominately the genus Glomus. AMF diversity was affected by treatments (CC) and sampling time, indicating the effect of crop plants on this community.