Biological nitrogen fixation stability of cowpea cultivars with tropical semi-arid rhizobial strains

Abstract

Cowpeas (Vigna unguiculata L. Walp) are an economically and socially important legume in northern and north-eastern Brazil and can establish effective symbiosis with nitrogen-fixing bacteria. We evaluated the symbiotic compatibility and efficiency of rhizobial strains from Pernambuco semi-arid soils and determined their symbiotic stability on the IPA-206, BR 17-Gurguéia, and BRS Novaera cultivars, selected for different environments. The experiment was conducted in a greenhouse to evaluate a 3 × 28 factorial arrangement (cultivars selected for different environments × inoculation with the currently recommended strain, uninoculated plants with or without mineral nitrogen, and 25 rhizobial strains from semi-arid soils) in a randomized block design with four replicates. We determined nodule number, shoot and root dry matter, nodule dry matter by nodule number, nitrogen accumulated in the shoot by nodule dry matter, nitrogen content and accumulation in the shoot, relative efficiency of the recommended strain based on nitrogen accumulation, and shoot dry matter. Overall, the cultivars responded differently to different strains and cultivar biological nitrogen fixation potential. Strains G7.85 and BR 3262 showed potential for biological nitrogen fixation. BR 3262 was confirmed to be adequate for inoculation of different cowpea cultivars. O feijão-caupi (Vigna unguiculata L. Walp) é econômica e socialmente importante nas regiões Norte e Nordeste do Brasil e estabelece simbiose com bactérias fixadoras de nitrogênio. Foi avaliada a compatibilidade simbiótica e eficiência de isolados rizobianos de solos do semiárido de Pernambuco e determinada sua estabilidade simbiótica com as cultivares IPA-206, BR 17-Gurguéia e BRS Novaera, selecionadas para diferentes ambientes. O experimento foi em casa-de-vegetação, avaliando um fatorial 3 × 28 (cultivares selecionadas para diferentes ambientes × inoculação com a estirpe atualmente recomendada, ausência de inoculação com e sem adição de nitrogênio mineral ou inoculação com 25 estirpes de solos do semiárido), em blocos casualizados com quatro repetições. Foram avaliados: número de nódulos, matérias secas da parte aérea, raiz e nódulos, matéria seca de nódulos por número de nódulos, nitrogênio acumulado na parte aérea pela matéria seca de nódulos, teor e acúmulo de nitrogênio na parte aérea, eficiência relativa com base no acúmulo de nitrogênio e eficiência relativa à estirpe recomendada baseada na matéria seca da parte aérea. No geral, as cultivares responderam diferentemente às diferentes linhagens e potencial de fixação biológica de nitrogênio da cultivar. As linhagens G7.85 e BR 3262 apresentaram potencial para fixação biológica de nitrogênio. A confirmação da BR 3262 foi adequada para inoculação do feijão caupi em diferentes cultivares.