Aula de fixação biológica de nitrogênio na soja

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Aula de fixação biológica de nitrogênio na soja 
A fixação biológica de nitrogênio é a forma mais eficiente de agregação de nitrogênio e também é 
considerado o segundo processo biológico mais importante da terra, o primeiro seria a fotossíntese. 
É um processo que não gerado nenhuma externalidade ou impacto negativo, sendo de suma importância 
para a diminuição da adubação nitrogenada. 
Componentes da fixação 
N2 + 6H+ = 2NH3 (processo de Haber-Bosh) 
Os dois nitrogênios são fortemente ligados e é necessária muita energia para que esse nitrogênio seja 
convertido em amônia, e apôs metabolizado e absorvido pelas plantas. 
Nitrogenase: é um complexo enzimático que é responsável pela conversão de N2 para Nh3. O complexo 
é composto por dois centros de reação. 
N2 + 8H+ +8e- + 16ATP = 2NH3 + 2H + 16ATP +16 Pi 
Componente I = 2Mo e 33Fe = MoFe-Proteína 
Componente I I = 4Fe = Fe-Proteína 
 
No Brasil, estudos com FBN tiveram início em 1963, com a Dra. Johann Dobereiner, época em que 
poucos cientistas acreditavam que estas pesquisas poderiam competir com fertilizantes minerais. 
Atualmente, sabe-se que a FBN não acontece só em leguminosas, porém a nodulação é o processo 
mais eficiente que se tem conhecimento. 
Nódulos da soja 
Nódulos contém N 
Esse precioso elemento – o adubo usado em maior quantidade nas lavouras, fundamental para o 
crescimento das plantas – é extraído do ar por bactérias de gênero Rhyzobium. 
Elas vivem em simbiose nas raízes das leguminosas. 
Sua ação é extremamente benéfica não só para a soja, mas para todas as outras plantas que vêm 
depois da soja e encontram o solo enriquecido por N. 
Galhas ou nódulos? 
Inicialmente pensou-se que os nódulos eram galhas de nematoides. 
Galhas (imagem A): estruturas rígidas e bastante internalizada na raiz, difícil remoção, é prejudicial para 
as plantas e são causadas por nematoides. 
Nódulos (imagem B): Estruturais mais superficiais e de fácil remoção, são produzidos pelos rizóbios, são 
benéficos para as plantas e tem conexão pelo xilema. 
 
A enzima nitrogenase apresenta elevada sensibilidade ao oxigênio, causando a sua inativação irreversível 
Como mecanismo de defesa dessa inativação as plantas produziram as nodulinas. 
.AS nodulinas são proteínas das plantas são induzidas especificamente durante o desenvolvimento de 
nódulos nas raízes em leguminosas, logo após a infecção com rizóbios microssimbiontes. 
O exemplo mais conhecido de nodulina é a leghemoglobina, responsável pela coloração avermelhada 
dos nódulos ativos, cuja função é o transporte de O2 nos nódulos, evitando que ocorra a inibição da 
atividade do complexo da enzima nitrogenase. 
Leghemoglobina análoga a nossa hemoglobina, sendo percursora da co-vitamina B, sendo responsável 
pela coloração avermelhada na nos nódulos. 
Inoculação de leguminosas 
Um fator de aumento da produtividade é a inoculação de sementes de leguminosas. 
Formação de Nódulos 
As bactérias são de vida livre e não necessitam estar associadas as plantas, entretanto ao se associarem 
as plantas há uma facilidade na sobrevivência pelos insumos dados pela planta. 
Para que ocorram a formação dos nódulos tem que a ver uma comunicação entre as raízes e as 
bactérias. Essa comunicação é chamada de efeito quimostático, em que as raízes exudão compostos 
secundários que atraem as bactérias, assim os microrganismos são atraídos e se acumulam nos pelos 
radiculares, e o nódulo é formado junto ao pelo radicular. 
Com a aglomeração dos microrganismos há o encurvamento de pelo radicular. Como o tecido do pelo 
é muito frágil, no encurvamento há o rompimento do pelo e correr a infecção. Os microrganismos se 
multiplicam nos espaços intercelulares. 
 
Como se dá o uso pela planta do nitrogênio obtido? 
Resumo: a amônia é convertida em aminoácido (glutamina ou asparagina) e ureídeos que são moléculas 
que podem ser enviadas a outras células transportando o nitrogênio. Leguminosas tropicais (soja) usam 
ureídeos como forma de transporte de N. 
 
A FBN é a principal fonte de N para a soja. Quando em contato com as raízes da soja, a bactéria infecta 
as raízes, via pelos radiculares, formando os nódulos. A FBN pode, dependendo de sua eficiência, fornecer 
todo o N que a soja necessita. 
Obtendo o inoculo inicial (estirpe padrão) que deve ser adquirido de fontes oficias (bancos de estirpes) 
O inoculo é vendido comercialmente. 
Um novo inoculo oficial deve ser adquirido a cada novo ciclo de produção. 
Produzidos em fermentadores (biorreatores). 
Misturados a turfa (veículo sólido) ou diluídos em água e com aditivos (veículo líquido). 
O que é um inoculante? 
Segundo o MAPA, é um produto que contenha microrganismos com atuação favorável ao crescimento 
de plantas. 
Quando inocular? 
 Áreas com ausência de plantas hospedeiras; 
 População de rizóbios < 105 a NMP*g-1 
 Quando a nodulação é considerada fraca em espécies cultivadas (safra anterior) 
 Solo degradado 
Deve ser inoculada todo ano, onde: a área “antiga” deve ter 1,2 milhões de células/semente e uma área 
“nova” deve ter 3,6 milhões células/semente. Informações retiradas de fabricantes. 
OBS: uma vez inoculada a área sempre terá uma população desse microrganismo. 
Como fazer a inoculação em leguminosas? 
Tem um ótimo custo benefício sendo muito simples e eficiente. Estima-se uma economia de 12 milhões 
de dólares por ano no Brasil. 
 
 
 
 
Preparo e uso de inoculante 
 
Preparo para inocular semente 
 
Depois é misturado com as sementes 
Inoculação de sementes no campo 
 Deve-se evitar a exposição ao sol e altas 
temperaturas que diminuem a viabilidade dos inoculantes. 
Qual melhor inoculante? 
Líquido x Sólido 
Se adotadas as boas práticas de inoculação, ambos possuem a mesma eficiência (são equivalentes). 
O turfoso consegue proteger mais as células de condições adversas, mas tem a desvantagem de exigir 
um pré-preparo com a água açucarada. 
Os inoculantes líquidos com protetores celulares que auxiliam na sobrevivência, porém a o período de 
prateleira é menor. Tem custo mais elevado. 
Valores mínimos a observar: 
Turfoso: 1,2 milhões de células/sementes 
Líquido: 1 x 109 de células/mL 
Micronutrientes essenciais à FBN 
Quando, quanto e como aplicar Cobalto + Molibdênio? 
Trio indispensável ao sucesso: inoculante, CO e MO. Junto com herbicidas pré-emergentes 
A medida que é fixado o N é consumido o Co e Mo.. O Cobalto protege o fero no complexo ferro-
proteína 
Via adubação foliar (30 g de Mo * há-1), máximo de 15 DAE 
 Nunca misturar ao inoculante (efeito salina ou de pH) 
Se a inoculação dor realizada via sulco de semeadura, aplicar Co+Mo via tratamento sementes 
Doses: 12 a 15 g/há de Co e 2 a 3 g/há de Mo é a dose usual, mas sempre se deve consultar os boletins 
regionais, a EMBRAPA e os fabricantes dos inoculante) 
Como avaliar a inoculação em leguminosas? 
Pela coloração do nódulo. 
Onde encontra os inoculantes? 
Casas de produtos agropecurários 
Pontos de revenda do MAPA e EMBRAPA 
Órgãos estaduais de agricultura/agronomia 
Custo médio é de R$ 8,00 por hectare 
Em 2018 foram comercializados 20 milhões de doses em todo Brasil. 
Como fazer a inoculação em gramíneas? 
Processo igual ao realizado para leguminosas, porém não há formação de nódulos. 
Atuam em dois mecanismos diferentes 
 Produção de moléculas que estimulam o crescimento de plantas (AIA) 
 Fixação biológica de nitrogênio 
Inoculação vs. Co-inoculação 
O que é co-inoculação? 
Inoculação conjunta entre duas bactérias 
Bactérias promotoras do crescimento de plantas, principalmente síntese hormonal (crescimento radicular, 
sítios de infecção) 
Em uma área que já é cultivada por soja e na área já foi feita a inoculação da área anteriormente, é 
feita um co-inoculação ou re-inoculação com o mesmo inoculo ou com um inoculo diferente na próxima 
safra, para manter a atividade das bactérias. 
Normalmente utiliza-se o rizóbios e um outro microrganismoque vai promover o crescimento da raiz. 
 
Aplicação via sulco (um pouco mais que na semente) 
 Ajustar a dose: 3 doses de B para 2 doses de A 
 Vantagem: não precisa parar para tratar a semente 
 Não esquecer que o B é sempre o principal ator. 
Fatores gerais quem limitam a FBN 
Nutrientes: Nitrogênio, fósforo, enxofre, fero, cobalto e molibdênio. 
Não esquecer que o inoculante é um produto vivo 
Tratamento de sementes (fungicida, acaricida ou micronutrientes): não misturar inoculante no calda 
Inoculação sempre após ao Tratamento de Smente (segunda operação) 
Incompatibilidade de produtos: aplicar via sulco de semeadura 
Não inocular direto na caixa de semeadura (- uniformidade) 
Cada cultura possui um inoculante específico 
Alumínio e pH 
 
Nunca semear no solo seco, porque compromete o número de células por semente 
 
Cadeia do inoculante 
 
 
É necessário usar inoculantes todos os anos? 
A bactéria, uma vez introduzida no solo, permanece “indefimidamente” 
Os nódulos formados por estas bactérias vão contribuir para a fixação do N. 
A quantidade e qualidade das bactérias vão diminuindo ao passar dos anos. 
Reinoculação 
Em 13 experimentos conduzidos em 7 locais, a reinoculação aumentou o rendimento em até 23% e o 
N total dos grãos até 25% 
Plantio direto x Plantio convencional 
 
Nitrogênio para a cultura seguinte 
Em média, a cultura da soja deixa 27 kg de N/há para a cultura seguinte. 
A recomendação de N para arroz é 30 kg/há a menos quando é cultivado após a soja (de 100 kg N/há 
para 70 kg N/há). 
Quando se fala em FBN, lembra-se logo de plantas da família das leguminosas, principalmente da soja. 
Realmente, o maior sucesso da tecnologia de uso de inoculantes de bactérias fixadoras de N2 é a cultura 
da soja, para a qual a adubação nitrogenada pode ser dispensada. 
Hoje, 95% ou mais das industrias de inoculantes instaladas no brasil produzem somente insumos para a 
soja. 
Avanços na FBN devem ser conseguidos com o melhoramento para simbiose, tanto das bactérias como 
dos hospedeiros. 
Levando-se todos esses aspectos em consideração, tem-se que a busca por sustentabilidade e 
produtividade tem que levar em consideração o custo/benefício da técnica, da facilidade de implantação, 
a disponibilidade, entre outros fatores socioeconômicos e ambientais. 
Acima de tudo, o manejo sustentável engloba todas as possíveis utilização da FBN para agricultura.