Seeds with high molybdenum concentration improved growth and nitrogen acquisition of rhizobium-inoculated and nitrogen-fertilized common bean plants Translated title: Sementes com alta concentração de molibdênio aumentaram o crescimento e a aquisição de nitrogênio de plantas de feijoeiro inoculadas com rizóbio ou sob fertilização nitrogenada

Abstract

Seeds of common bean (Phaseolus vulgaris) with high molybdenum (Mo) concentration can supply Mo plant demands, but to date no studies have concomitantly evaluated the effects of Mo-enriched seeds on plants inoculated with rhizobia or treated with N fertilizer. This work evaluated the effects of seed Mo on growth and N acquisition of bean plants fertilized either by symbiotic N or mineral N, by measuring the activities of nitrogenase and nitrate reductase and the contribution of biological N2 fixation at different growth stages. Seeds enriched or not with Mo were sown with two N sources (inoculated with rhizobia or fertilized with N), in pots with 10 kg of soil. In experiment 1, an additional treatment consisted of Mo-enriched seeds with Mo applied to the soil. In experiment 2, the contribution of N2 fixation was estimated by 15N isotope dilution. Common bean plants grown from seeds with high Mo concentration flowered one day earlier. Seeds with high Mo concentration increased the leaf area, shoot mass and N accumulation, with both N sources. The absence of effects of Mo application to the soil indicated that Mo contents of Mo-enriched seeds were sufficient for plant growth. Seeds enriched with Mo increased nitrogenase activity at the vegetative stage of inoculated plants, and nitrate reductase activity at late growth stages with both N sources. The contribution of N2 fixation was 17 and 61 % in plants originating from low- or high-Mo seeds, respectively. The results demonstrate the benefits of sowing Mo-enriched seeds on growth and N nutrition of bean plants inoculated with rhizobia or fertilized with mineral N fertilizer.

Translated abstract

Sementes de feijoeiro (Phaseolus vulgaris) com alto teor de molibdênio (Mo) podem suprir as demandas vegetais; entretanto, estudos prévios não avaliaram concomitantemente os efeitos do Mo da semente em plantas inoculadas com rizóbio ou sob fertilização nitrogenada. Este trabalho avaliou os efeitos do Mo da semente, no crescimento e na aquisição de N de plantas de feijoeiro, sob N simbiótico ou N mineral, pela mensuração das atividades da nitrogenase e da nitrato redutase e da contribuição da fixação biológica de N2, em diferentes estádios de crescimento. Sementes enriquecidas ou não com Mo foram semeadas sob duas fontes de N, inoculadas com rizóbio ou fertilização nitrogenada, em vasos com 10 kg de solo. No experimento 1, um tratamento adicional consistiu de sementes enriquecidas com Mo e aplicação de Mo ao solo. No experimento 2, a contribuição da fixação biológica de N2 foi estimada pela diluição isotópica de 15N. Plantas de feijoeiro originadas de sementes com alto teor de Mo floresceram um dia antes. Sementes com alto teor de Mo aumentaram a área foliar, a massa de parte aérea e a acumulação de N, nas duas fontes de N. A ausência de efeitos do Mo adicional aplicado ao solo indicou que as sementes enriquecidas com esse nutriente foram suficientes para o crescimento vegetal. Sementes enriquecidas com Mo elevaram a atividade da nitrogenase, no estádio vegetativo de plantas inoculadas, e da nitrato redutase, em estádios tardios nas duas fontes de N. A contribuição da fixação biológica de N2 foi de 17 e 61 %, em plantas oriundas de sementes com baixo e alto teor de Mo, respectivamente. Os resultados evidenciaram os benefícios das sementes enriquecidas com Mo para o crescimento e a nutrição nitrogenada do feijoeiro, quando inoculado com rizóbio ou sob adubação nitrogenada.