Bradyrhizobium strain and the 15N natural abundance quantification of biological N2 fixation in soybean Estirpe do Bradyrhizobium e quantificação da fixação biológica de nitrogênio em soja utilizando a técnica da abundância natural de 15N

In commercial plantations of soybean in both the Southern and the Cerrado regions, contributions from biological nitrogen fixation (BNF) are generally proportionately high. When using the 15N natural abundance technique to quantify BNF inputs, it is essential to determine, with accuracy, the 15N abundance of the N derived from BNF (the 'B' value). This study aimed to determine the effect of four recommended strains of Bradyrhizobium spp. (two B. japonicum and two B. elkanii) on the 'B' value of soybean grown in pots in an open field using an equation based on the determination of δ15N natural abundance in a non-labelled soil, and estimate of the contribution of BNF derived from the use of 15N-isotope dilution in soils enriched with 15N. To evaluate N2 fixation by soybean, three non-N2-fixing reference crops were grown under the same conditions. Regardless of Bradyrhizobium strain, no differences were observed in dry matter, nodule weight and total N between labelled and non-labelled soil. The N2 fixation of the soybeans grown in the two soil conditions were similar. The mean 'B' values of the soybeans inoculated with the B. japonicum strains were -1.84 ‰ and -0.50 ‰, while those inoculated with B. elkanii were -3.67 ‰ and -1.0 ‰, for the shoot tissue and the whole plant, respectively. Finally, the 'B' value for the soybean crop varied considerably in function of the inoculated Bradyrhizobium strain, being most important when only the shoot tissue was utilised to estimate the proportion of N in the plant derived from N2 fixation.Em plantações comerciais de soja na região Sul e do Cerrado, as contribuições da fixação biológica de Nitrogênio (FBN) são geralmente elevadas. Quando usamos a técnica da abundância natural de 15N para quantificar a FBN, é essencial determinar com exatidão a abundância de 15N do N derivado da FBN (valor 'B'). Este trabalho buscou determinar o efeito das quatro estirpes de Bradyrhizobium spp. (duas B. japonicum, duas B. elkanii) sobre o valor 'B' de soja crescida em vasos em ambiente aberto usando uma equação na determinação da abundância natural de 15N em um solo não enriquecido com 15N, e estimativas da contribuição da FBN derivado do uso da técnica de diluição isotópica de 15N em solo enriquecido com 15N. Para avaliar a fixação de N2 pela soja três plantas referenciam foram crescidas nas mesmas condições. Independente da estirpe de Bradyrhizobium, não foi observada diferença para matéria seca, massa de nódulos e N total entre solo marcado e não marcado. A fixação de N2 em soja crescida nas duas condições de marcação do solo foi semelhante. Os valores médios de 'B' para plantas de soja inoculadas com estirpes de B. japonicum foram, em média, de -1,84 ‰ e -0,50 ‰ enquanto as inoculadas com B. elkanii apresentaram médias de -3,67 ‰ e -1,00 ‰, para parte aérea e planta inteira, respectivamente. Finalmente, o valor 'B' para a cultura da soja variou consideravelmente em função da estirpe de Bradyrhizobium inoculada, sendo mais importante quando se utiliza somente a parte aérea da planta para estimar a proporção do N da planta derivado da fixação de N2.