Silicate fertilization potentiates the nodule formation and symbiotic nitrogen fixation in soybean1 Translated title: Adubação silicatada potencializa a formação de nódulos e a fixação biológica de nitrogênio em soja

Abstract

ABSTRACT The application of silicon (Si) to the soil can increase the grain yield of the soybean crop by improving the nitrogen biological fixation, due to its beneficial effect on the Bradyrhizobium-soybean symbiosis. This study aimed to investigate the effect of fertilization with calcium and magnesium silicate on plant growth, root nodulation and nitrogen (N) uptake, in two soybean cultivars [BRS 1074 IPRO (transgenic) and BRS-MG 800A (conventional)], under greenhouse conditions. The application of silicate significantly increased the number of root nodules only for the BRS-MG 800A, while the positive effects of the silicate addition on nodule size, chlorophyll level and leaf N concentration were observed in both cultivars. The soybean cultivars show distinct responses to the silicate application, with respect to growth and dry matter yield, being the BRS 1074 IPRO more responsive than the BRS-MG 800A. Therefore, Si may induce the formation of root nodules in soybean plants and lead to significant increases in the nitrogen biological fixation and plant growth. These results highlight that Si is not only involved in the improvement of plant growth, but it can be also considered a crucial element to improve the symbiotic performance of soybean plants. However, the physiological basis of how and where silicate exerts its influence on nodulation and nitrogen biological fixation still remains unknown.

Translated abstract

RESUMO A aplicação de silício (Si) ao solo pode aumentar o rendimento de grãos da cultura da soja, por melhorar a fixação biológica de nitrogênio, devido ao seu efeito benéfico sobre a simbiose Bradyrhizobium-soja. Objetivou-se investigar o efeito da aplicação de silicato de cálcio e magnésio no crescimento, nodulação e absorção de nitrogênio (N), em duas cultivares de soja [BRS 1074 IPRO (transgênica) e BRS-MG 800A (convencional)], em condições de casa-de-vegetação. A aplicação de silicato aumentou significativamente o número de nódulos apenas para a BRS-MG 800A, enquanto os efeitos positivos da adição de silicato no tamanho do nódulo, nível de clorofila e concentração foliar de N foram observados em ambas as cultivares. As cultivares de soja têm distinta resposta à aplicação de silicato, em relação ao crescimento e produção de matéria seca, sendo a BRS 1074 IPRO mais responsiva que a BRS-MG 800A. Portanto, o Si pode induzir a formação de nódulos radiculares em plantas de soja e levar a aumentos significativos na fixação biológica de N e no crescimento das plantas. Esses resultados ressaltam que o Si não está envolvido apenas na melhoria do crescimento das plantas, mas, também, pode ser considerado um importante elemento para melhorar o desempenho simbiótico destas. No entanto, a base fisiológica de como e onde o silicato exerce sua influência na nodulação e na fixação biológica de nitrogênio ainda permanece desconhecida.