BIOSSOLUBILIZAÇÃO DE ROCHAS E RESÍDUOS DE ROCHAS COMO FONTES ALTERNATIVAS DE FERTILIZANTES PARA A AGRICULTURA

Autores

  • Mariana Ruiz Frazão do Nascimento Centro de Tecnologia Mineral
  • Daniele Leonel da Rocha Centro de Tecnologia Mineral
  • Sandy Sampaio Videira Centro de Tecnologia Mineral
  • Ivana Miguel de Souza Centro de Tecnologia Mineral
  • Cláudia Duarte Cunha Centro de Tecnologia Mineral

DOI:

https://doi.org/10.24933/rep.v7i2.313

Palavras-chave:

Biossolubilização, pó de rocha, potássio, microrganismos

Resumo

O potássio (K) é um nutriente essencial para todos os organismos vivos, sendo um macronutriente fundamental para o desenvolvimento das plantas. As rochas que possuem elevados teores de potássio podem ser aproveitadas como fontes alternativas de fertilizantes para aplicação direta no solo, com o objetivo de atender a alta demanda agrícola brasileira, reduzindo assim, a dependência da importação de fertilizantes. Além disso, é sabido que muitos microrganismos presentes no solo têm a capacidade de solubilizar o potássio contido nos minerais. Nesse contexto, o presente estudo buscou avaliar o potencial de bactérias isoladas de um solo tropical, na solubilização do potássio presente em rochas e resíduos de rocha. Foram isoladas 72 estirpes bacterianas, das quais 5 apresentaram potencial para biossolubilização de potássio, a partir do teste de halo. Os ensaios de biossolubilização de potássio in vitro utilizando as estirpes selecionadas foram realizados em meio Aleksandrov, com a adição do pó de rocha como única fonte de potássio no meio. Os resultados mostraram que todas as estirpes bacterianas selecionadas foram capazes de solubilizar o potássio presente nos pós de rocha. Dentre as estirpes testadas, a IA13 se destacou por ter apresentado o maior percentual de extração de potássio em relação ao controle abiótico (259,82% para a Amostra 8, 300% para a Amazonita e 216,13% para o Kamafugito). Dessa forma, as estirpes bacterianas avaliadas neste estudo demonstraram potencial para serem testadas em processos biohidrometalúrgicos. Esses resultados são considerados promissores, frente aos desafios e a complexidade da remoção de potássio por rota biológica.

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Referências

ALI, A. M.; AWAD, M.; HEGAB, S. A.; ABD EL-GAWAD, A. Promoting effect of potassium solubilizing bacteria (Bacillus cereus) on nutrients availability and yield of potato. Archives of Agricultural Sciences Journal. v. 2, n. 2, p. 43-54, 2019. DOI: https://doi.org/10.21608/aasj.2019.21688.1016

ALVES, L.; OLIVEIRA, V. L.; SILVA FILHO, G. N. Utilization of rocks and ectomycorrhizal fungi to promote growth of eucalypt. Brazilian Journal of Microbiology. v. 41, p. 676-684, 2010. DOI: https://doi.org/10.1590/S1517-83822010000300018

ARIA, M.M.; LAKZIAN, A.; HAGHNIA, G.H.; BERENJI, A.R.; BESHARATI, H.; FOTOVAT, A. Effect of Thiobacillus, sulfur, and vermicompost on the water-soluble phosphorus of hard rock phosphate. Bioresource Technology. v. 101, p. 551-554, 2010. DOI: https://doi.org/10.1016/j.biortech.2009.07.093

AZIZAH, H.; RAHAJENG, S. M.; JATMIKO, Y. D. Isolation and screening of phosphate and potassium solubilizing endophytic bacteria in Maize (Zea mays L.). The Journal of Experimental Life Science. v. 10, n. 3, p. 165- 170, 2020. DOI: https://doi.org/10.21776/ub.jels.2020.010.03.04

BASHIR, Z.; ZARGAR, M. Y.; BABA, Z. A.; MOHIDDIN, F. A.; PEER, F. A.; MIR, S. A.; NAJAR, G. R. Solubilization of potassium containing mineral by bacteria from Kashmir iris (Iris kashmiriana) rhizosphere. The Pharma Innovation Journal. v. 7, n. 4, p. 747-750, 2018. DOI: https://doi.org/10.20546/ijcmas.2018.708.241

BAGHEL, V.; THAKUR, J. K.; YADAV, S. S.; MANNA, M. C.; MANDAL, A.; SHIRALE, A. O.; SHARMA, P.; SINHA, N. K.; MOHANTY, M.; SINGH, A. B.; PATRA, A. K. Phosphorus and potassium solubilization from rock minerals by endophytic Burkholderia sp. strain FDN2-1 in soil and shift in diversity of bacterial endophytes of corn root tissue with crop growth stage. Geomicrobiology Journal. p. 1-13, 2020. DOI: https://doi.org/10.1080/01490451.2020.1734691

BASAK, B. B.; MAITY, A.; RAY, P.; BISWAS, D. R.; ROY, S. Potassium supply in agriculture through biological potassium fertilizer: A promising and sustainable option for developing countries. Archives of Agronomy and Soil Science. v. 68, p. 101-114, 2020. DOI: https://doi.org/10.1080/03650340.2020.1821191

BOUBEKRI, K.; SOUMARE, A.; MARDAD, I.; LYAMLOULI, K.; HAFIDI, M.; OUHDOUCH, Y.; KOUISNI, L. The screening of potassium- and phosphate- solubilizing actinobacteria and the assessment of their ability to promote wheat growth parameters. Microrganisms. v. 9, n. 470, p. 1-16, 2021 DOI: https://doi.org/10.3390/microorganisms9030470

RASIL. Ministério da Indústria Comércio Exterior e Serviços. Governo Federal. Comex Stat. Disponível em: http://comexstat.mdic.gov.br/pt/comex-vis. Acesso em maio de 2023.

CHINACHANTA, K.; SHUTSRIRUNG, A. Screening for P- and K- solubilizing and siderophore producing capacity of rhizobacteria from Khao Dawk Mali 105 Aromatic Rice. IOP Conf. Series: Earth Environmental Science. p. 1-13, 2021. DOI: https://doi.org/10.1088/1755-1315/858/1/012004

EL-SHABRAWY, R.M.I., ALY., M. E.; EL-HOSEINY, O.H.M.; ISMAIL, S. A. Improving of feldspar efficiency as potassium fertilization for potato (Salenum Tuberosumi) by using silicate dissolving bacteria and compost. Annals of Agricultural Sciences, v. 57, n. 1, p. 185-196, 2019. DOI: https://doi.org/10.21608/assjm.2019.42248

GROUDEV, S. N. Use of heterotrophic microorganisms in mineral biotechnology. Acta Biotechnology. v.17, p. 299-306, 1987. DOI: https://doi.org/10.1515/9783112581681-003

LIU, D.; LIAN, B.; DONG, H. Isolation of Paenibacillus sp. and assessment of its potential for enhancing mineral weathering. Geomicrobiology Journal. v. 29, p. 413-421, 2012. DOI: https://doi.org/10.1080/01490451.2011.576602

MANNING, D. A. C., BAPTISTA, J., SANCHEZ LIMON, M., & BRANDT, K. Testing the ability of plants to access potassium from framework silicate minerals. Science of The Total Environment, v. 574, p. 476–481, 2017. DOI: https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2016.09.086

MATIAS, P. C.; MATTIELLO, E. M.; SANTOS, W. O.; JADEL, J. L.; ALVAREZ, V. H. Solubilization of a K-silicate rock by Acidithiobacillus thiooxidans. Minerals Engineering. v. 132, p. 69-75, 2019. DOI: https://doi.org/10.1016/j.mineng.2018.11.050

MEENA, V. S.; MAURYA, B. R.; VERMAC, J. P.; AEROND, A.; KUMARA, A.; KIM, K.; BAJPAIF, V. K. Potassium solubilizing rhizobacteria (KSR): isolation, identification, and K-release dynamics from waste mica. Ecological Engineering. v. 81, p. 340-347, 2015. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ecoleng.2015.04.065

MEENA V. S., BAHADUR I., MAURYA B. R., KUMAR A., MEENA R. K., MEENA S. K., VERMA J. P. Potassium-solubilizing microorganism in evergreen agriculture: An overview. In: Meena V, Maurya B, Verma, J, Meena R (eds). Potassium solubilizing microorganisms for sustainable agriculture. p. 1-20, 2016. DOI: https://doi.org/10.1007/978-81-322-2776-2_1

NAIN, A.; CHAUDHARY, K.; SHARMA, C.; SHEORAN, H. Potassium solubilization in soils. Ecofarming. v. 3, n. 1, p. 58-63, 2023.

NATH, D.; MAURYA, B. R.; KHAN, S. In-vitro solubilization of waste minerals and morphological characteristics of potassium and phosphorus solubilizing bacteria. Journal of Pharmacognosy and Phytochemistry. v. 7, n. 2, p. 1626-1632, 2018.

PARMAR, P.; SINDHU, S. S. Potassium solubilization by rhizosphere bacteria: influence of nutritional and environmental conditions. Journal of Microbiology Research. v. 3, n. 1, p. 25-31, 2013.

PARMAR, P.; SINDHU, S. S. The novel and efficient method for isolating potassium solubilizing bacteria from rhizosphere soil. Geomicrobiology Journal. p. 1-7, 2018. DOI: https://doi.org/10.1080/01490451.2018.1514442

PADHAN, D.; SEN, A.; KUNDU, R.; YADAV, V. K. Potassium solubilisation in soils: mechanisms, effect on plant growth and future prospects. Current Research in soil fertility. AkiNik Publications. Chapter 3. p. 37-59, 2019.

RAJAWAT, M. V. S.; SINGH, S.; TYAGI, S. P.; SAXENA, A. K. A modified plate assay for rapid screening of potassium-solubilizing bacteria. Pedosphere. v. 26, n. 5, p. 768–773, 2016. DOI: https://doi.org/10.1016/S1002-0160(15)60080-7

RAJI, M..; THANGAVELU, M. Isolation and screening of potassium solubilizing bacteria from saxicolous habitat and their impact on tomato growth in different soil types. Archives of Microbiology. p. 1-15, 2021. DOI: https://doi.org/10.1007/s00203-021-02284-9

SATTAR, A.; NAVEED, M.; ALI, M.; ZAHIR Z. A.; NADEEM, S. M.; YASEEN, M.; MEENA, V. S.; FAROOQ, M.; SINGH, R.; RAHMANF, M.; MEENA, H. N. Perspectives of potassium solubilizing microbes in sustainable food production system: A review. Applied Soil Ecology. p. 1-14, 2018. DOI: https://doi.org/10.1016/j.apsoil.2018.09.012

SARIKHANI, M. R.; OUSTAN, S.; EBRAHIMI, M.; ALIASGHARZAD, N. Isolation and identification of potassium-releasing bacteria in soil and assessment of their ability to release potassium for plants. European Journal of soil Science. p. 1-9, 2018. DOI: https://doi.org/10.1111/ejss.12708

SCHUELER, T. A.; DOURADO, M. L.; VIDEIRA, S. S.; CUNHA, C. D.; RIZZO, A. C. L. Biosolubilization of verdete: An alternative potassium source for agriculture fertilizer. Biocatalysis and Agricultural Biotechnology. v. 34, p.1-6, 2021. DOI: https://doi.org/10.1016/j.bcab.2021.102031

SILVERMAN, M.P.; LUNDGREN, D.G. Studies on the chemoautotrophic iron bacterium Ferrobacillus ferrooxidans. I. An improved medium and a harvesting procedure for securing high cell yields. Journal of Bacteriology. v. 77, p. 642–647, 1959. DOI: https://doi.org/10.1128/jb.77.5.642-647.1959

SOUMARE, A.; SARR, D.; DIÉDHIOU, A. G. Potassium sources, microorganisms and plant nutrition: Challenges and future research directions. Pedosphere. v. 33, n. 1, p. 105-115, 2023. DOI: https://doi.org/10.1016/j.pedsph.2022.06.025

SUN, F.; OU, Q.; WANG, N.; GUO, Z. X.; OU, Y.; Li, N.; PENG, C. Isolation and identification of potassium-solubilizing bacteria from Mikania micrantha rhizospheric soil and their effect on M. micrantha plants. Global Ecology and Conservation. v. 23, p. 1-9, 2020. DOI: https://doi.org/10.1016/j.gecco.2020.e01141

ZARJANI, J. K.; ALIASGHARZAD, N.; OUSTAN, S.; EMADI, M.; AHMADI, A. Isolation and characterization of potassium solubilizing bacteria in some Iranian soils. Archives of Agronomy and Soil Science. v. 77, p. 75-89, 2013.

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Publicado

2023-12-18

Como Citar

Ruiz Frazão do Nascimento, M., Leonel da Rocha, D., Sampaio Videira, S., Miguel de Souza, I., & Duarte Cunha, C. (2023). BIOSSOLUBILIZAÇÃO DE ROCHAS E RESÍDUOS DE ROCHAS COMO FONTES ALTERNATIVAS DE FERTILIZANTES PARA A AGRICULTURA. Revista Ensaios Pioneiros, 7(2). https://doi.org/10.24933/rep.v7i2.313

Edição

Seção

CIÊNCIAS EXATAS, ENGENHARIAS e TECNOLÓGICAS