FIXAÇÃO BIOLÓGICA DE NITROGÊNIO

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CENTRO DE CIÊNCIAS AGRÁRIAS - CCA 
ENGENHARIA AGRONÔMICA 
NUTRIÇÃO MINERAL DE PLANTAS 
LUCAS AQUINO DOS REIS 
 
FIXAÇÃO BIOLÓGICA DE NITROGÊNIO 
 
RESUMO 
 
A fixação biológica de nitrogênio (FDN) é um processo biológico que se desenvolve 
através me microrganismos (bactérias) que possuem um complexo enzimático denominado 
nitrogenase, onde eles agem capturando o nitrogênio do ar e transformando em formas que a 
planta possa assimilar. Esse processo ocorre em sua maioria nas plantas leguminosas, onde a 
fixação do nitrogênio ocorre nos nódulos que se forma nas raízes, todo esse processo de 
associação é realizado por bactérias diazotróficas. No entanto, pode ocorrer em gramíneas 
também, mas, existem algumas diferenças. Nas gramíneas, esse processo ocorre por bactérias 
que vivem próximas das raízes ou no interior dos tecidos do vegetal. 
 
Palavras-chave: Fixação Biológica de Nitrogênio, Leguminosas, Gramíneas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1. Introdução 
 
O nitrogênio gasoso ou dinitrogênio (N2) corresponde aproximadamente a 78% da 
constituição atmosférica, assim, sendo um nutriente essencial para a produtividade das 
culturas. Apesar dessa abundância, os vegetais são incapazes de absorvê-lo, e é diante desse 
contexto que entra a importância da fixação biológica do nitrogênio, onde irá possibilitar a 
disponibilidade do N atmosférico para as culturas agrícolas. 
A fixação biológica de nitrogênio (FBN) pode ser definida como um processo natural 
que ocorre com a relação simbiótica existente entre plantas e microrganismos do solo 
(bactérias), eles agem na captura de nitrogênio do ar e transformam em formas assimiláveis 
pelas plantas. Esse processo ocorre em sua maioria nas plantas leguminosas, onde a fixação 
do nitrogênio ocorre nos nódulos que se forma nas raízes, todo esse processo de associação é 
realizado por bactérias diazotróficas. A forma que as plantas assimilam é a amônia, onde 
essas bactérias captam nitrogênio do ar e a transformam, tudo isso por meio da enzima 
nitrogenase (ALCÂNTARA et al., s.d.) 
Apesar de a FBN ser explorada há séculos, na agricultura, com o desenvolvimento de 
pesquisas e tecnologias, o homem dominou completamente esse processo, onde atualmente se 
encontra comercialmente disponível para muitas culturas como a soja, feijão e o milho, na 
forma de inoculantes. No contexto atual agrícola ela vem se tornado uma alternativa 
tecnológica muito interessante, pois ela proporciona um aumento na produtividade 
agropecuária de forma mais sustentável, se tornando uma alternativa bem viável para a 
substituição do uso do nitrogênio (Brasil, 2019). 
Como citado acima, a FBN é realizada em sua grande maioria em leguminosas, no 
entanto, pode ocorrer em gramíneas também, mas, existem algumas diferenças. Nas 
leguminosas, ocorre a formação de estruturas radiculares conhecidas como nódulos, onde irá 
ocorrer a fixação. Nas gramíneas, esse processo ocorre por bactérias que vivem próximas das 
raízes ou no interior dos tecidos do vegetal. Apesar de existir essa diferença, a fixação nas 
leguminosas consegue suprir a necessidade de N para as culturas, já as gramíneas, são 
esperadas apenas pequenas contribuições. 
 
2. Desenvolvimento 
 
2.1 Fixação Biológica do Nitrogênio na cultura da soja 
 Os grãos de soja são muito ricos em proteínas, apresentando um teor médio de 6,5% 
N, com isso, se torna necessário uma maior quantidade do nutriente Nitrogênio por essa 
cultura. Dessa forma, segundo Hungria e colaboradores (2001), para se produzir 1.000 kg de 
grãos de soja são necessários 80 kg de N. Dessa forma, para se obter um rendimento de 3.000 
kg de grãos/ha, são necessários 240 kg de N, dos quais 195 kg são retirados da lavoura pelos 
grãos. 
A FDN é considerada a terceira fonte de N para a cultura da soja, esse processo é 
realizado por diversas espécies de bactérias que habitam no solo. No caso da cultura da soja, 
as bactérias pertencentes ao gênero Bradyrhizobium se associam em uma relação de simbiose 
com as plantas, assim, formando estruturas especializadas no seu sistema radicular, onde são 
denominados nódulos, onde a partir deles a amônia sintetizada incorporam íons de hidrogênio 
rapidamente, eles são abundantes nas células das bactérias, onde irá ocorrer a transformação 
em íons de amônio, que serão distribuídos para a planta e incorporados em diversas formas de 
N orgânico (HUNGRIA et al, 2001). 
 Na soja é possível observar os primeiros nódulos entre cinco e oito dias após a 
emergência. Nessa etapa é normal que as plantas fiquem um pouco amareladas em 
comparação com as plantas que receberam uma dose inicial de fertilizante nitrogenado, isso 
ocorre, pois o fertilizante nitrogenado está pronto para ser utilizado, enquanto a forma 
biológica ainda de desenvolve para formar o nitrogênio na forma assimilável (HUNGRIA et 
al, 2001). 
Figura 1 – Nódulos no sistema radicular da soja. 
 
Fonte – Mariangela Hungria (2019). 
 
2.2 Fixação Biológica do Nitrogênio na cultura do Feijão-caupi 
 
O feijão-caupi é uma leguminosa rústica de fácil adaptação a condições ambientais 
diversas. Essa leguminosa é bastante conhecida por seus benefícios no processo de FDN na 
interação com estirpes de rizobios. Essa relação é responsável por uma economia anual em 
fertilizantes nitrogenados que se aproxima a 70 milhões de dólares. Essa variedade de feijão é 
bastante produtiva em termo de quantidade de nitrogênio, podem contribuir com ate 200 
kg/ha e, com isso, fixar mais de 50% do N necessário para seu desenvolvimento, que é 80 
kg/ha (ALCANTARA, 2011). 
De acordo com Alcantara (2011), o feijão-caupi é capaz de nodular e estabelecer 
simbiose com diversas espécies de bactérias do grupo rizobio, onde se podem destacar os 
gêneros Azorhizobium, Burkholderia, Bradyrhizobium, Mesorhizobium, rhizobium, 
siborhizobium, entre outros. Apesar de representar uma vantagem ecológica para a adaptação 
desse vegetal, é um fator limitante ao uso de inoculantes rizobianos em sistemas agrícolas em 
função da baixa especificidade da cultura em relação ao microssimbionte, uma vez que as 
bactérias nodulantes estabelecidas no solo, além de serem competitivas e estarem em número 
elevado, apresentam eficiência variável na FBN. 
Figura 2 – Nódulos em raízes de Feijão-caupi. 
 
Fonte – Gustavo Ribeiro (2008). 
 
2.3 Fixação Biológica do Nitrogênio na Cultura do Milho 
 
Em relação às leguminosas, as gramíneas tem uma maior facilidade de aproveitamento 
de água, por esse motivo existe um grande interesse na fixação biológica de nitrogênio, elas 
apresentam um sistema radicular fasciculado tendo vantagem sobre as raízes pivotante das 
leguminosas para extrair água e nutrientes do solo. Por serem largamente produzidas pelo 
homem, há um interesse por esse fornecimento de nitrogênio via fixação biológica, pois traria 
uma economia em adubos nitrogenados. Bactérias do gênero Azospirillum associadas com o 
milho expressão um incremento de produtividade e, consequentemente uma diminuição dos 
custos de produção (BÁRBARO et al, 2008). 
Segundo Muñoz-Garcia et al. (1991) a inoculação das sementes de milho 
com Azospirillum brasiliense cepa UAP 77, promoveu aumento na matéria seca de raízes, da 
ordem de 54 a 86% e de 23 a 64% na matéria seca da parte aérea. Por sua vez, Salomone e 
Döbereiner (1996) avaliando a resposta de vários genótipos de milho à inoculação de quatro 
estirpes de Azospirillum spp. isoladas na Argentina e três de raízes de sorgo e milho isoladas 
no Brasil, constataram aumento de peso de grãos, variando em diferentes genótipos, da ordem 
de 1.700 a 7.300 kg/ha; contudo, tais resultados são bastante influenciados pelas condições de 
solo, ambiente e genótipos de planta. 
Figura 3 – Sistema radicular com Azospirillum em milho. 
 
Fonte – Bárbaro, Brancaião e Ticelli (2008). 
 
3. Conclusão 
 
Fica evidente, portanto, a importância da fixação biológica do nitrogêniona 
agricultura, esse processo oferece uma alternativa sustentável e tecnológica, onde proporciona 
ao produtor rural uma lavoura com custos reduzidos em insumos, sobretudos em fertilizantes 
nitrogenados. Nesse contexto, ficou notório a significância que esse processo oferece nas 
plantas leguminosas, sobretudo na soja e no feijão-caupi, onde conseguem suprir a 
necessidade de nitrogênio dessas culturas por meio da fixação biológica de nitrogênio. Nas 
gramíneas a FDN não oferece resultados parecidos com as leguminosas, no entanto, 
pesquisadores estão realizando pesquisas para melhorar seu desempenho. 
 
4. Referências 
 
ALCÂNTARA, R. M. C. M. Fixação Biológica de Nitrogênio em genótipos ancestrais de 
Feijão-caupi. Tese: Seropédica, RJ. 2011. Disponível em: 
https://tede.ufrrj.br/jspui/bitstream/jspui/3710/2/2011%20-
%20Rosa%20Maria%20Cardoso%20Mota%20de%20Alcantara%20pdf. Acesso em: 02 jan. 
2022. 
ALCÂNTARA, Rosa et al. Fixação Biológica de Nitrogênio. Disponível em: 
https://ainfo.cnptia.embrapa.br/digital/bitstream/item/211734/1/Fixacao-biologica-de 
Nitrogenio0001.pdf. Acesso em: 01 Jan. 2022. 
BÁRBARO, I.M; BRANCALIÃO, S.R.; TICELLI, M. É possível a fixação biológica de 
nitrogênio no milho?. 2008. Artigo em Hypertexto. Disponível em: 
<http://www.infobibos.com/Artigos/2008_2/fixacao/index.htm>. Acesso em: 02/01/2022. 
BRASIL. Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento. Fixação Biológica do 
Nitrogênio. Disponível em: https://www.gov.br/agricultura/pt-
br/assuntos/sustentabilidade/plano-abc/arquivo-publicacoes-plano-abc/fixacao-biologica-do-
nitrogenio.pdf. Acesso em: 01 Jan. 2022. 
HUNGRIA, M., CAMPO, R. J., MENDES, I. C. Fixação Biológica do Nitrogênio na 
cultura da soja. Londrina: Embrapa Soja. 2001. Disponível em: 
https://www.infoteca.cnptia.embrapa.br/infoteca/bitstream/doc/459673/1/circTec35.pdf. 
Acesso em: 01 Jan. 2022. 
 
https://ainfo.cnptia.embrapa.br/digital/bitstream/item/211734/1/Fixacao-biologica-de%20Nitrogenio0001.pdf
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