BIONEMATICIDAS NO CONTROLE BIOLÓGICO DE PRATYLENCHUS: eficiência em milho, cana - de - açucar e feijão-fava e impactos na comunidade bacteriana da rizosfera

Abstract

RESUMO: O controle de nematoides fitoparasitas do gênero Pratylenchus continua sendo um dos principais desafios para a produção agrícola sustentável, especialmente em culturas de importância agrícola como milho, feijão-fava e cana-de-açúcar. O uso de microrganismos como agentes de biocontrole representa uma alternativa eficiente ao manejo químico convencional, por sua capacidade de suprimir patógenos e, ao mesmo tempo, contribuir para a saúde do solo. Este trabalho avaliou o desempenho de diferentes microrganismos benéficos no controle de Pratylenchus spp. em sistemas agrícolas tropicais, com foco nos efeitos sobre o crescimento vegetal, nodulação e estrutura da comunidade bacteriana do solo. No Capítulo I, realizado em condições de campo, foi avaliada a eficácia da cepa AP-3 de Bacillus subtilis na supressão de Pratylenchus spp. em milho e feijão-fava. A inoculação reduziu significativamente a população de nematoides nas raízes (~90% em milho e ~40% em feijão-fava), além

de estimular o crescimento radicular e aumentar os atributos de nodulação no feijão- fava, especialmente na ausência de fertilizantes químicos. Os resultados indicam que

B. subtilis atua tanto por na supressão de pratylenchus spp quanto por efeitos positivos no desenvolvimento das plantas. No Capítulo II, em experimento conduzido em casa de vegetação, foram testadas cinco formulações microbianas contendo B. subtilis, B. amyloliquefaciens, B. licheniformis, Pseudomonas oryzihabitans e Purpureocillium lilacinum no controle de Pratylenchus zeae na cana-de-açúcar. O tratamento com Pseudomonas oryzihabitans apresentou a maior eficiência, reduzindo em até 81% a densidade de nematoides nas raízes e 64% no solo. Além disso, essa inoculação aumentou a atividade enzimática (fosfatase, urease e β-glucosidase) e a biomassa microbiana. A análise da microbiota por sequenciamento do gene 16S rRNA indicou que a estrutura da comunidade bacteriana foi mantida, embora Pseudomonas oryzihabitans tenha promovido maior riqueza e diversidade microbiana. Por outro lado, as coinoculações apresentaram menor diversidade e menor eficácia no controle de Pratylenchus zeae, possivelmente devido à competição entre os microrganismos. No Capítulo III, avaliou-se o efeito dos bionematicidas sobre a comunidade de bactérias promotoras de crescimento vegetal (PGPB) na rizosfera da cana-de-açúcar. A inoculação com Pseudomonas oryzihabitans aumentou a diversidade de PGPB e favoreceu a presença de grupos especialistas, além de promover redes microbianas mais complexas. Em contraste, os tratamentos com B. amyloliquefaciens e as coinoculações reduziram a diversidade e as interações, indicando efeitos seletivos no recrutamento microbiano. Apesar dessas diferenças, a estrutura geral da comunidade bacteriana permaneceu estável entre os tratamentos. Os resultados obtidos demonstram que a aplicação de bionematicidas pode ser uma estratégia eficaz e ecologicamente segura para o manejo de nematoides do gênero Pratylenchus. Além de controlar os patógenos, esses microrganismos contribuem para o desenvolvimento das plantas e a preservação da funcionalidade da microbiota do solo, com destaque para os grupos benéficos como os PGPB. ABSTRACT: The control of plant-parasitic nematodes of the genus Pratylenchus remains one of the main challenges for sustainable agricultural production, especially in economically important crops such as maize, lima bean, and sugarcane. The use of microorganisms as biocontrol agents provides an effective alternative to conventional chemical management, as they can suppress pathogens while promoting soil health. This study evaluated the performance of different beneficial microorganisms in the control of Pratylenchus spp. in tropical agricultural systems, with a focus on plant growth, nodulation, and the structure of soil bacterial communities. In Chapter I, conducted under field conditions, the effectiveness of the Bacillus subtilis strain AP-3 in suppressing Pratylenchus spp. in maize and lima bean was assessed. Inoculation significantly reduced nematode populations in the roots (~90% in maize and ~40% in lima bean) and also stimulated root growth and increased nodulation traits in lima bean, particularly in the absence of chemical fertilizers. The results indicate that Bacillus subtilis acts both by suppressing Pratylenchus spp. and by promoting plant development. In Chapter II, a greenhouse experiment tested five microbial formulations containing B. subtilis, B. amyloliquefaciens, B. licheniformis, Pseudomonas oryzihabitans, and Purpureocillium lilacinum for the control of Pratylenchus zeae in sugarcane. Pseudomonas oryzihabitans was the most effective treatment, reducing nematode density by up to 81% in roots and 64% in soil. This

inoculation also enhanced enzymatic activities (phosphatase, urease, and β- glucosidase) and microbial biomass. Microbiota analysis based on 16S rRNA gene

sequencing showed that bacterial community structure was preserved, although Pseudomonas oryzihabitans promoted greater richness and microbial diversity. In contrast, co-inoculations resulted in lower diversity and reduced efficacy in controlling P. zeae, possibly due to microbial competition. In Chapter III, the impact of bionematicide application on the community of plant growth-promoting bacteria (PGPB) in the sugarcane rhizosphere was evaluated. Inoculation with Pseudomonas oryzihabitans increased PGPB diversity and favored the presence of specialist groups, in addition to promoting more complex microbial networks. In contrast, treatments with B. amyloliquefaciens and co-inoculations reduced microbial diversity and interactions, indicating selective effects on PGPB recruitment. Despite these differences, the overall structure of the bacterial community remained stable across treatments. The results demonstrate that the use of bionematicides can be an effective and environmentally safe strategy for managing Pratylenchus spp. In addition to controlling pathogens, these microorganisms contribute to plant development and help preserve the functional integrity of soil microbiota, particularly beneficial groups such as PGPB.