Aplicação de microalga Desmodesmus abundans como biofertilizante foliar em Glycine max | Application of microalgae Desmodesmus abundans as a foliar biofertilizer in Glycine max

Desmodesmus abundans L2B Bold have attracted interest from researchers and industries, due to its biomass being rich in lipids, sugars, proteins, amino acids and minerals, as well as having molecules such as phytohormones, presenting great potential for biotechnological application. Therefore, there is always an effort to search for low-cost and accessible culture medium, one of the ways being commercial fertilizer. In addition, the compounds contained in D. abundans L2B Bold biomass can be used as a biofertilizer, increasing crop production, such as soybeans. Thus, the objective of this study was to evaluate commercial fertilizer as an alternative and more accessible for the production of D. abundans L2B Bold biomass and to investigate the potential of its biomass applied via foliar as a biofertilizer in soybean crop. The experiment was divided into two steps, the first being a standard BG-11 media and the other commercial fertilizer (CF) were tested. The population, metabolic profile and photosynthetic pigments of the microalgae were determined. At final, the biomass was collected and dried to estimate the cost of producing 1 kg of dry biomass from the two-culture media. The contents of photosynthetic pigments were lower in cultivation in CF, in relation to BG-11. The population and dry biomass of D. abundans L2B Bold were similar in both culture media. The identified intracellular metabolites induced differences in the cellular responses of the microalgae in the two-culture media. The use of commercial fertilizer reduced by 31.8% the cost of 1 kg of dry biomass, compared to standard BG-11 media. After, the second step, were tested, biomass concentrations (10, 20 and 30% v/v) of D. abundans L2B Bold with population 107 cells mL-1 grown in CF media and a control group (only water), foliar applied in soybean crop. Three sprayings were carried out, at 30, 50 and 70 days after sowing (DAS). The evaluation of plant height and stem diameter was performed after the first application of microalgal biomass, then every 15 days until 100 days after sowing (DAS). After 80 DAS, plants were collected to determine the leaf, stem and root dry masses of soybean plants, leaf nutrients were also quantified. Plant materials were collected after 48 hours of each application (32, 52 and 72 DAS) to quantify the photosynthetic pigment content leaves. At final, the plants were harvested to quantify grain yield and their minerals content. The application of 20% (v/v) of D. abundans L2B bold biomass positively influenced the stem diameter, in the leaf fresh and dry mass and stem dry, increased the number of legumes and grains, as well as, mass of grains per soybean plant. The application of microalgal biomass also increased the nitrogen and total protein content in soybean grains. Thus, these findings demonstrate that commercial fertilizer reduce the cost of obtaining D. abundans L2B Bold biomass and potentiate its application as a biofertilizer increasing the soybean yield.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais (FAPEMIG)

Desmodesmus abundans L2B Bold tem atraído interesse de pesquisadores e industrias, devido a sua biomassa ser rica em lipídeos, açúcares, proteínas, aminoácidos e minerais, bem como possuem moléculas como os fitohormônios, apresentando grande potencial de aplicação biotecnológica. Portanto, há sempre o esforço para buscar meios de cultivos de baixo custo e acessíveis, sendo um caminho o fertilizante comercial. Além disso, os compostos contidos na biomassa de D. abundans L2B Bold podem ser utilizados como biofertilizante aumentando produção de culturas vegetais, como a soja. Desta maneira, o objetivo deste estudo foi avaliar fertilizante comerciais como meio alternativo e mais acessíveis para produção da biomassa de D. abundans L2B Bold e investigar o potencial de sua biomassa aplicadas via foliar como biofertilizante em plantas de soja. O experimento foi dividido em duas etapas, sendo na primeira testado um meio padrão, BG-11 e o outro fertilizante comercial (FC). Foi determinada a população, perfil metabólico e pigmentos fotossintéticos da microalga. Ao final, a biomassa foi coletada e seca para estimar o custo de produção de 1 kg de biomassa seca cultivada nos dois meios de cultivo. Os teores dos pigmentos fotossintéticos foram menores em cultivo no FC, em relação ao BG-11. Já, a população e a biomassa seca de D. abundans L2B Bold foram similares nos dois meios de cultivo. Os metabólitos intracelulares identificados induziram diferenças nas respostas celulares da microalga nos dois meios de cultivo. O uso de fertilizante comercial reduziu em 31,8% o custo de 1 kg de biomassa seca, em comparação a meio padrão, BG-11. Para a segunda etapa, foram testadas concentrações de biomassa (10, 20 e 30% v/v) de D. abundans L2B bold com população 107 células mL-1 cultivada em meio FC e um grupo controle (apenas água), aplicadas em plantas de soja. Foram realizadas três pulverizações, aos 30, 50 e 70 dias após a semeadura (DAS). A avaliação da altura e diâmetro do caule das plantas foi realizada após a primeira aplicação da biomassa microalgal e, posteriormente a cada 15 dias até os 100 DAS. Após 80 DAS foram coletadas plantas para determinar as massas secas de folhas, caules e raízes das plantas, também foram quantificados os nutrientes foliares. Foram feitas coletas de material vegetal, após 48h de cada aplicação (32, 52 e 72 DAS) para quantificar os teores os pigmentos fotossintéticos foliares. Ao final, as plantas foram colhidas para quantificar a produção de grãos e teores de minerais dos mesmos. A aplicação de 20% (v/v) da biomassa de D. abundans L2B bold influenciou positivamente no diâmetro do caule, nas massas frescas e secas de folhas e seca de caule, aumentou o número de legumes e grãos, bem como, a massa de grãos por planta de soja. Também a aplicação da biomassa microalgal incrementou o conteúdo de nitrogênio e proteínas totais nos grãos de soja. Assim, esses achados demonstram que fertilizante comercial reduz o custo de obtenção da biomassa de D. abundans L2B Bold e potencializam sua aplicação como biofertilizante aumentando a produção dos grãos de soja.