Uni-ANHANGUERA - CENTRO UNIVERSITÁRIO DE GOIÁS

CURSO DE AGRONOMIA

FIXAÇÃO BIOLÓGICA DE NITROGÊNIO NA CULTURA DA SOJA

ANTÔNIO JUNQUEIRA DE REZENDE NETO

Goiânia

Junho/2012

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ANTÔNIO JUNQUEIRA DE REZENDE NETO

FIXAÇÃO BIOLÓGICA DE NITROGÊNIO NA CULTURA DA SOJA

Trabalho de conclusão de curso apresentado ao Curso de Agronomia do Centro Universitário de Goiás, Uni-ANHANGUERA sob orientação do Dra./Ms Cristiane R. B. A. Ramos, como requisito parcial para obtenção do título de Bacharel em Agronomia

Goiânia

Junho/2012

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TERMO DE APROVAÇÃO

NOME DOS AUTORES

TÍTULO DO TCC

Trabalho de conclusão de curso apresentado à banca examinadora como requisito parcial para obtenção do Título de Bacharel em Agronomia do Centro Universitário de Goiás - Uni-ANHANGÜERA, defendido e aprovado em 04 de junho de 2012 pela banca examinadora constituída por:

_________________________________ Prof.ª Dr.ª Cristiane R.B.A Ramos

_________________________________ Prof.ª Dr.ª Sara Lane Gonçalves

__________________________________ Prof.ª Dr.ª Luciana Bittencourt

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Dedico este trabalho aos meus exemplos de vida que são meus avôs Antônio Junqueira de.Rezende (in memoriam) e Divino Rodrigues da Silva ( in memoriam ) que me serviram e servem até hoje como fonte de inspiração e coragem.

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AGRADECIMENTOS

Agradeço aos meus pais Gilson Carvalho e Silva e Neide Dias Junqueira que tornaram possível a realização do meu sonho que agora torna-se realidade, pois sem eles eu com certeza não estaria me formando, agradeço também aos colegas de Faculdade aos amigos do dia a dia.

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RESUMO

A fixação biológica de nitrogênio (FBN) é um processo elaborado, que contempla ciências de grande importância para a agricultura, a microbiologia, a fertilidade do solo, a fisiologia vegetal e a biotecnologia. A simbiose entre bactérias do gênero Bradyrhizoium spp. e leguminosas em especial a soja promovem a fixação do nitrogênio da atmosfera no solo, disponibilizando-o para a planta.O nitrogênio advindo da FBN vai para os grãos em maior quantidade o que proporciona melhor qualidade de grãos, se comparado com a utilização de fertilizantes nitrogenados. Esse processo gera grandes vantagens para o meio ambiente e para o produtor diminuindo custos, além de utilizar em menores quantidades fertilizantes químicos, o que diminui significativamente a emissão de CO2 na atmosfera, alem de economizar divisas para o pais. O governo lançou este ano um programa de incentivo a agricultura de baixo carbono denominado Programa ABC, esse programa engloba entre outras práticas a FBN e tem como intuído subsidiar uma produção ecologicamente correta. O objetivo do trabalho é conhecer os processos que envolvem a fixação biológica de nitrogênio.

Palavras chave: Fertilizante. Atmosfera. Carbono.

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LISTA DE FIGURAS

Figura 1. Complexo da enzima nitrogenase 14

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SUMÁRIO

1 INTRODUÇÃO 8

2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 10

2.1 Rhizobium 10

2.1.1 Estirpes 10

2.1.2 Nódulos 12

2.1.2.1 Fisiologia dos nódulos 12

2.1.2.2 Regulação da infecção dos nódulos através de hormônios 13

2.1.2.3 Respiração nodular 13

2.1.3 Fixação de nitrogênio através do nódulo 14

2.1.3.1 Nitrogenase 14

2.1.3.2 Disponibilidae de nitrogênio para a planta 15

2.1.4 Inoculantes 16

2.2 Fertilizantes nitrogenados 18

3.CONSIDERAÇÕES FINAIS 20

REFERÊNCIAS 22

8

1 INTRODUÇÃO

A soja é produzida em larga escala no mundo, o Brasil é o segundo maior produtor, só

perdendo para os Estados Unidos. A soja produzida no país é em sua maioria exportada para

China e tem diversas utilizações desde o consumo in natura até os mais diversos,

beneficiamentos, como a carne de soja, leite e outros. Outro ponto expressivo da soja é sua

utilização como fonte de alimento para animais como os ruminantes e alguns monogástricos,

onde a quantidade de proteína do grão tem que ser muito alta, e o principal nutriente para o

elevado índice de proteína do grão é o Nitrogênio. Alves et al. (2006) comprovaram que a

quantidade de Nitrogênio exportada para o grão pela fixação biológica de nitrogênio (FBN) é

maior do que pelos fertilizantes nitrogenados.

A FBN é fundamental no sistema de produção da soja diminuindo custos em relação

ao fertilizante nitrogenado. Segundo Hungria, Campo e Mendes (2001), os fertilizantes

nitrogenados são mais facilmente absorvidos pelas plantas, no entanto são gastos seis barris

de petróleo por tonelada de NH3 produzido, além da poluição gerada, a sua baixa eficiência é

notória para as plantas, raramente ultrapassando 50%, a outra metade é perdida em função da

lixiviação, da desnitrificação, e volatilização. Os fertilizantes nitrogenados ainda podem

contaminar os aqüíferos causando sérios riscos de saúde à população.

Malavolta (1980, p. 115) afirma que o nitrogênio está presente em maior quantidade

na atmosfera (78,3%). A fixação deste nitrogênio pode ocorrer de maneira biológica e não

biológica, a biológica ocorre de duas maneiras, a primeira e a simbiótica que ocorre com as

bactérias do gênero Rhizobium em simbiose com plantas leguminosas durante o seu

crescimento, a segunda é a assimbiótica essa fixação se dá por bactérias de vida livre no solo,

no entanto a quantidade fixada por essas bactérias não são expressivas, a fixação não

biológica de nitrogênio ocorre devido a descargas elétricas, combustão e vulcanismo.

(FAGERIA, 1989).

O desenvolvimento do sistema radicular e sine qua non para uma boa fixação de N. “A

melhor distribuição do sistema radicular na condição de solo solto está relacionada a maior

porosidade e menor impedimento mecânico ao desenvolvimento radicular”.(BEULTER,

CENTURION, 2004). O preparo do solo é fundamental, portanto o sistema de plantio

convencional (SPC) auxilia muito o desenvolvimento radícular, mas em contra partida

atrapalha o desenvolvimento da microbiota do solo e traz outros grandes problemas da

agricultura como erosão, por exemplo, contudo o sistema de plantio direto (SPD) se realizado

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corretamente melhora a microbiologia e a aeração criando assim condições extremamente

favoráveis para o desenvolvimento das bactérias da FBN.

Para Cobley (1976) apud Fageria (1989), a primeira etapa da formação dos nódulos é

a liberação de produtos químicos pelas raízes na zona do sistema radicular da planta atraindo

as bactérias fixadoras. Entre esses produtos o principal é o triptofano. A fixação se dá por uma

estrutura especializada, o nódulo, que é o enrolamento do pelo radicular envolvendo as

bactérias em seu interior.

A inoculação e a reinoculação são práticas essencias no processo de fixação, pois os

solos de cerrado originalmente não possuem tais bactérias, contudo após alguns ciclos,

principalmente no sistema de plantio direto (SPD) é estabelecida uma população dessas

bactérias no solo, mas nem sempre essa população é suficiente, e por isso a necessidade da

inoculação e da reinoculação.

Os nódulos têm em média de 8 a 10 semanas de ciclo, porém somente a partir da

segunda semana é que eles começam a fixar nitrogênio utilizando-se dos carboidratos da

planta hospedeira. (FAGERIA, 1989).

Portanto o objetivo deste trabalho é conhecer todos os passos da fixação biológica de

nitrogênio desde as estirpes de Bradyrhizobium, passando pela infecção da bactéria até o

momento da disponibilização do N advindo da FNB à planta.

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2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

2.1 Rhizobium

Rizóbios são bactérias diazotróficas aeróbicas, quimiorganotróficas, ou seja, com

metabolismo que utiliza compostos orgânicos reduzidos como fonte de carbono e energia, em

forma de bastonetes sem esporos, gran negativas, medindo de 0,5 -0,9 µ x 1,2-3,0 µ.

Rizóbios tem em média de 8 a 10 semanas de vida, começando a fixar nitrogênio

apartir da segunda semana, quando a divisão celular é cessada e a bactéria é transformada em

um bacteríoide. (FAGERIA, 1989).

São bactérias nitrificantes e utilizam a enzima nitrogenase para fixar nitrogênio

transformando N2 em NH3 (amônio). São sensíveis ao oxigênio, contudo ele é necessário no

processo. Para que essa fixação aconteça é utilizada energia na forma de ATP (adenosina

trifosfato).

Após grande quantidade de N fixado no solo o amonio inibe a fixação, acidos

aminados e nitratos também impedem a continuidade da fixação. (FAGAN et al., 2007).

2.1.1 Estirpes

Os primeiros estudos relacionados com o tema FBN foram feitos por Hellriegel e

Wilfarth, dois alemães que em 1886 relacionaram os nódulos radiculares com as bactérias.

Para que uma estirpe seja certificada como adequada para utilização comercial é feita

uma classificação taxonômica, que avalia morfologia, fisiologia, biologia e a capacidade de

simbiose com a cultura à qual a estirpe está sendo selecionada, vale a pena ressaltar que a

afinidade entre bactéria e planta é a principal característica a ser observada uma vez que

mesmo o microssimbionte sendo totalmente capaz de promover a FBN sem uma relação de

extrema afinidade as quantidades fixadas são insuficientes para o pleno desenvolvimento de

seu hospedeiro.

Devido aos avanços da biologia molecular, principalmente no que tange aos estudos

da filogenia, a técnica de PCR (análise pela reação em cadeia da polimerase) permite avaliar a

região do DNA que codifica o gene 16S rRNA, que é o gene considerado conservado entre as

bactérias, mas que também tem grande variabilidade sendo o gene mais estudado por

pesquisadores da área para seleção das estirpes (CHUEIRE et al., 2003).

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Quatro estirpes de Bradyrhizoium spp. são certificadas e recomendadas para a cultura

da soja. Desde 1960 com o advento da revolução verde e a expansão comercial da soja,

juntamente com o maior incentivo para tecnificação da agricultura, estudos para seleção de

estirpes de B. japonicum, B. elkanii tem se tornado cada vez mais frequentes, possibilitando

assim a utilização desse insumo com elevadas taxas de FBN. (SOUZA et a.l, 2008). O

conhecimento sobre a variedade das bactérias que nodulam leguminosas é ainda limitado, por

falta de conhecimento sobre os microssimbiontes da grande maioria das espécies vegetais.

(LIMA; PEREIRA; MOREIRA, 2005).

A classificação taxonômica de estirpes de rizóbio recomendadas para soja e feijão

baseada no sequenciamento do gene 16S rRNA feita por Chueire et al., (2003) comprovou

que uma das quatro estirpes utilizadas comercialmente no Brasil, a SEMIA 587 tem 99% de

identidade com uma estirpe isolada de Acacia albid., o que comprova que muitas outras

estirpes que tenham grande afinidade com leguminosas, em especial a soja, podem ser

encontradas, e futuramente comercializadas, gerando assim cada vez mais variabilidade.

Muito embora já existam quatro estirpes de excelente qualidade regulamentadas pelo

Ministério da Agricultura Pecuária e Abastecimento (MAPA) por meio da Fundação Estadual

de Pesquisa Agropecuária (FEPAGRO) do Rio Grande do Sul, que é a única instituição do

Brasil que pode autorizar estirpes para o mercado, é necessário maiores estudos sobre estirpes

e classificações taxonômicas através da biotecnologia, como a realizada por Chueire, para

aumentar a variabilidade desses organismos enquanto insumo agrícola.

Sabe-se que existem três espécies de Bradyrhizobium, B. japonicum, B. elkanii e B.

liaoningense (LIMA; PEREIRA; MOREIRA, 2005). Porém, somente as espécies B.

japonicum, B. elkanii são atestadas para utilização comercial como inoculantes.

Das quatro estirpes regulamentadas pelo MAPA duas são da espécie B.elkanii que são

SEMIA 5019 e SEMIA 587, e duas são da espécie B.japonicum, SEMIA 5080 e SEMIA 5079

(MAPA, 2011).

A soja é uma das poucas espécies que se associa com Bradyrhizobium japonicum.

Portanto é pouco provável a ocorrência natural dessa bactéria em nossos solos, havendo,

entretanto, possibilidades de que algumas das estirpes introduzidas no solo, juntamente com

as sementes ou através de inoculação artificial, sobrevivam e se "naturalizem” gerando assim

novas estirpes. (LIMA; LOPES; LEMOS, 1998).

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2.1.2 Nódulos

2.1.2.1 Fisiologia dos nódulos

Para Bhuvaneswari et al., (1980) apud Fagan et al., (2007), a nodulação é iniciada

após duas horas de infecção, os nódulos primários se desenvolvem em regiões de

alongamento e nas zonas de formação de pequenos pêlos radiculares, que é considerada a

região preferencial para a infecção da bactéria fixadora.

Para que esta simbiose aconteça e a bactéria encontre a planta no solo, existe um

agente sinalizador que é o exudato da raiz. Esse agente nada mais é do que respostas

quimiostáticas de isoflavonóides e betaínas que são secretadas pela raiz ativando enzimas que

posteriormente induziram a transcrição de genes nod (FAGAN et al., 2007).

Isoflavonóide é uma substância denominada de fitoestrogênio e tem a capacidade de

promover ligações com receptores hormonais. Betaína é um sal compatível com enzimas e

tem função muito importante no metabolismo, pois ela faz parte da glicina que se liga com

átomos de nitrogênio.

Por sua vez esses genes nod codificam as moleculas sinalizadoras e a planta

hospedeira apresenta receptores (lecitinas), produzidos nos próprios pêlos radiculares.

Durante este contato as células dos pêlos liberam fatores de nodulação causando o

enrolamento. Com o desenvolvimento da infecção é formado então um canal dentro do pêlo

radicular, enquanto no periciclo (camada externa do cilindro vascular) é iniciado o rearranjo

do citoesqueleto microtubular. A partir desse ponto é iniciada a ativação das células na parte

interna do córtex, gerando nódulos meristemáticos que tem a capacidade de promover a

fixação biológica do nitrogênio. (FAGAN et al., 2007).

O triptofano é um aminoacido que é essencial neste processo de nodulação, pois ele

causa tanto um efeito direto na planta promovendo a expansão dos pêlos radiculares, quanto

um efeito indireto devido a ausência ou a inibição da bactéria, depois ele é convertido pela

bactéria em ácido indolacético. (FAGERIA, 1989; SILVEIRA, FREITAS, 2007).

De acordo com Hungria, Campo e Mendes (2001), nódulos que estão em plena

atividade tem coloração interna que varia entre o rosa e o vermelho, isso devido a atividade da

leghemoglobina que tem a função de transportar oxigênio, essencial às funções vitais da

bactéria.

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Nódulos que se encontram próximos ou no eixo da raiz são advindos da inoculação,

enquanto que nódulos que se encontram nas raízes laterais, mais distantes do eixo, são

oriundos de populações nativas provenientes de inoculações anteriores, contudo esses nódulos

que se encontram longe do eixo, normalmente tem coloração interna mais esbranquiçada ou

verde não tendo assim atividade de leghemoglobina e portanto não fixando nitrogênio, ou

mesmo fixando pouco, o que não é suficiente para a planta.

2.1.2.2 Regulação da infecção dos nódulos através de hormônios

Durante a infecção o rizóbio promove a inibição temporária no trasporte da auxina,

causando assim um acúmulo do hormônio na região do nódulo, após a nodulação os níveis de

auxina nessa região sofrem acentuado declínio, mas com incremento subsequente. (FAGAN

et al., 2007).

O hormônio etileno presente na raiz serve para as leguminosas como regulador da

infecção das bactérias fixadoras, contudo para a soja, o mesmo hormônio aumenta a

nodulação. (FAGAN et al., 2007).

Outro hormônio que é associado à nodulação é a citocinina, em altos níveis ela

aumenta a nodulação, enquanto que baixos níveis são relacionados ao aumento de nitrogênio

no solo .(FAGAN et al., 2007).

2.1.2.3 Respiração Nodular

Para realização da respiração celular dos nódulos fixadores é gasta grande quantidade

de C, segundo Fagan et al., (2007) quando há a acorrência de fixação nas raízes as taxas de

carbono consumido aumentam de 11 a 13 %.

Bordin et al., (2008), constataram, em experimento feito em Londrina-PR, com solo

de textura muito argilosa, que a concentração de carbono da matéria seca das raízes é de 3,12

g kg -1 e desse valor, de 42 a 60 % estavam na região de 0 a 10 cm. O experimento também

mostrou que tanto para SPD, quanto para SPC, os valores de carbono no solo não sofreram

alteração.

O fato é que essa região de 0 a 10 cm no perfil do solo corresponde a área de

preferência das bactérias fixadoras de nitrogênio, vale a pena salientar ainda que sementes

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inoculadas tem sua maior concentração de nódulos nesta região, portanto há relação direta

entre o consumo de carbono devido às taxas de respiração e a FBN.

Plantas denominadas C3, como a soja, desperdiçam no somatório energético da

fotossíntese grande quantidade de carbono, consumindo O2 e liberando CO2 na presença de

luz. Durante a fotorrespiração, até 50% do carbono fixado na fotossíntese pela planta é

reoxidado a CO2.

Portanto a FBN por meio dos nódulos, auxilia muito na redução da reoxidação do CO2

fixado na fotossíntese, o que em larga escala faz grande diferença positiva no balanço entre

sequestro e emissão de dióxido de carbono (CO2). A partir dessa e de outras informações

sobre a relação de FBN e emissão de CO2, é que o governo federal incluiu a FBN ao programa

de agricultura de baixo carbono (Programa ABC), que será mencionado mais à frente.

2.1.3 Fixação de nitrogênio por meio do nódulo

2.1.3.1 Nitrogenase

Para fixação do N2 da atmosfera é gasta energia por parte da planta na forma de ATP e

também é necessária a enzima nitrogenase. (TÁIZ; ZIEGER, 2004 apud FAGAN et al.,

2007).

O complexo enzima nitrogenase é constituído por duas unidades protéicas a ferro-

proteína (Fe-proteína), e a Molibdênio-ferro-proteína (MoFe-proteína), que são

metaloproteínas, ou seja, que tem um ou mais íons metálicos proporcionando transferência

eletrônica, em síntese serve como meio de transporte de elétrons. A nitrogenase trabalha

somente em condições anaeróbicas, para tal funcionamento o nódulo possui a leghemoglobina

em altas concentrações, sendo que a porção globina tem grande afinidade por O2, então a

porção globina da leghemoglobina juntamente com a barreira de difusão de oxigênio são as

responsáveis pela regulação da tensão de oxigênio no nódulo, protegendo o complexo

enzimático, uma vez que o mesmo na presença de O2 tem suas funções inativadas

irreversivelmente, inviabilizando qualquer possibilidade de fixação de nitrogênio. (TÁIZ;

ZIEGER, 2004; FAGERIA, 1989; EMBRAPA, 1999; FAGAN et al., 2007; MORGANTE,

2005; NUNES; RAIMONDI; NIEDWIESKI, 2003).

A Fe-proteínase se liga com ATP e tem a função de doar elétrons, a MoFe-proteína

tem a função de redução do substrato e para isso realiza três reações de transferências de

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elétrons, a primeira é a redução da Fe-proteína por transportadores de elétrons, a segunda é a

tranferência desses elétrons da Fe-proteína para a MoFe-proteína na presença de ATP e a

terceira consiste em tranferência desses elétrons para o substrato, no caso N2 utilizando os

elétrons para realizar a redução N2 e H+ a NH3 e H2. A reação catalisada pela enzima

nitrogenase pode ser descrita da seguinte maneira N2 + 8H+ + 8e- + 16ATP >=> 2NH3 + H2 +

16ADP + 16Pi, conforme Figura do complexo da enzima nitrogenase. (TÁIZ; ZIEGER, 2004;

NUNES; RAIMONDI; NIEDWIESKI, 2003).

Figura1. Complexo da enzima nitrogenase.

Fonte: DIXON e WHENELER (1986); Buchanan et al., 2000 apud Taiz, Zeiger 2009

2.1.3.2 Disponibilidade de nitrogênio para a planta

O nitrogênio advindo da FBN segundo Hungria, Campo e Mendes (2001), é melhor

utilizado pela planta devido sua maior disponibilidade em intervalo de tempo, o que

proporciona de maneira direta maior qualidade dos grãos, isso porque a quantidade de

proteína aumenta em função da disponibilidade do nitrogênio.

Devido aos avanços tecnológicos das últimas décadas a quantidade de nitrogênio

fixado vem aumentando gradativamente o que tem facilitado muito a utilização dos rizóbios

de acordo com a Tabela 1.

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Tabela 1. Evolução da FBN no periodo comprendido entre 1977 e 2006.

Fixação (kg/ha) Referência 80-150 Alexander (1977) apud Fageria (1989) 109-170 Hungria, Campo e Mendes (2001) 175-193 Alves et al., (2006)

O cerrado contém em sua maioria Latossolos que são solos velhos muito ricos em

ferro, e em sua maioria acidificados, porém com o advento da calagem e da adubação esses

solos tornaram-se extremamente aptos ao cultivo de grandes culturas desde a década de 70-

80.

O rizóbio por se tratar de um microrganismo, está sujeito às intemperes do solo em

especial o pH, que é alterado em função dos valores de Aluminio (Al) e hidrogênio (H). Em

estudo realizado por Campo e Wood (2001), que avaliaram a exposição sucessiva das estirpes

de Bradyrhizobium spp. USDA 143, SEMIA 586, SEMIA 587, SEMIA 5019, SEMIA 5039 e

SEMIA 5073 da soja ao alumínio, concluiram que a exposição das estirpes utilizadas para a

soja ao alumínio não acarretou nenhum dano à resistência e sobrevivência, e nenhuma

modificação na quantidade de fixação das estirpes supra citadas.

2.1.4 Inoculantes

Inoculante é todo o material que contém microrganismos favoráveis que atuam no

desenvolvimento da planta junto com um veículo condutor desse microrganismo. Para que

este seja comercializado é necessário que atenda às normas oficiais do RELARE (Rede de

Laboratórios para recomendação, Padronização e Difusão de Tecnologia de Inoculantes

Microbiológicos de Interesse Agrícola) aprovadas pelo MAPA. (EMBRAPA, 2010).

De acordo com a legislação brasileira, a concentração mínima é de 1x109 células

viáveis por grama ou ml do produto, devendo assim fornecer uma quantidade não menor do

que 1,2 milhões de células viáveis por semente, outra norma da legislação é que a dose líquida

aplicada não pode ser inferior a 100 ml por 50 kg de semente. (EMBRAPA, 2010).

São utilizados três tipos de veículos para rizóbios: líquido, turfoso e granular cada um

possui suas especificidades, e o veículo condutor influencia diretamente na sobrevivência das

bactérias, e sua utilização na soja depende do resultado esperado, e do modo de aplicação do

inoculante. (BUCHER; REIS, 2008).

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O inoculante líquido tem como essência a utilização de líquido de características

adesivas como veículo condutor do rizóbio. Esse é utilizado em diversas situações e uma de

suas características é que ele pode ser aplicado com pulverizadores em área total. É utilizado

principalmente quando o solo não possui população dos microssimbiontes em questão, suas

doses têm que ser no mínimo seis vezes maiores do que o usual. Sua disponibilidade tem

duração de uma semana em média, sendo que a partir desse período o material perde sua

viabilidade.

O inoculante turfoso tem como veículo a turfa, que é um horizonte de solo rico em

matéria orgânica e carbono, e esse é o mais utilizado por produtores de soja, devido seu baixo

custo, já que normalmente é aplicado na semente junto com o tratamento, e também por suas

características, tais como alta retenção de água, o que possibilita maior sobrevivência em

condições de deficiência hídrica e altas temperaturas, superfície específica que suporta alto

desenvolvimento entre outros. Tais características físicas tornam esse veículo ideal para o

transporte do microssimbionte, esse material consegue deixar as bactérias viáveis por um

período de até seis meses. (HUMGRIA; CAMPO; MENDES, 2001; BUCHER; REIS, 2008).

Contudo, a turfa é um recurso limitado e com alta complexidade de produção, por isso

é extremamente relevante a qualidade da turfa, uma vez que o pH tem que ser previamente

corrigido, ficando entre 6,5 e 7,0, e deve apresentar textura fina com baixo teor de argila e

isenta de areia e partículas grosseiras. (HUMGRIA; CAMPO; MENDES, 2001; BUCHER;

REIS, 2008).

No momento da inoculação com inoculante turfoso, é comum a utilização de uma

substância adesiva, isso porque a aderência da turfa é geralmente baixa, então essa substância

tem papel fundamental na FBN. Esse aderente é composto por goma arábica a 20%, ou

solução açucarada a 10%, todavia outros compostos podem ser utilizados para produção de

aderente. (HUMGRIA; CAMPO; MENDES, 2001).

Brandão et al.(1999) realizaram um experimento na safra de 1994/1995 e 1995/1996,

avaliando a inoculação de Rhizobium sp. em sementes de soja com a presença de substância

aderente. A porcentagem de inoculante aderido na semente sem a presença de solução

açucarada foi de 48,2 %, enquanto na presença da substância supracitada os valores de

inoculante aderido passam para a casa dos 90%. O melhor resultado foi na concentração de

15% da substância açucarada, a taxa de inoculante aderido foi de 92%. Não obstante os

rendimentos na produção de soja não sofreram alterações, isso devido às condições

desfavoráveis durante a realização do experimento, uma vez que o microssimbionte não

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conseguiu níveis satisfatórios de fixação, mas o estudo comprovou de maneira satisfatória a

necessidade de se utilizar um aderente para inoculação.

O inoculante granular é o menos utilizado, podendo ser constituído de alguns matérias,

porém os mais utilizados são argila e farelo de arroz com um tempo de viabilidade em torno

de uma semana.

Estudo realizado por Streeter (2003) constatou que trealose que é um dissacarídeo que

tem alta capacidade de retenção de água se adicionado a meios de culturas onde se é testado

inoculante promove um aumento das bactérias entre cinquenta e oitenta vezes, esse estudo foi

realizado com cinco estirpes de B.japonicum em sementes de soja, porém quando passados a

campo os estudos não obtiveram os mesmo resultados encontrados em ambiente controlado.

Quando se inoculada a semente durante seu tratamento um detalhe importante tem que

ser lembrado, a adição de micronutrientes ou de fungicidas pode prejudicar o pleno

desenvolvimento dos organismos em questão.

Em estudo realizado por Arruda, Lopes e Bacarin (2001) foi observado que a adição

do herbicida sulfetrazone prejudica tanto a nodulação, diminuindo o número de nódulos por

planta, quanto à capacidade de retenção de nitrogênio nos estádios fenológicos R3 e R5. As

doses de aminoácidos também tiveram decréscimo em função da quantidade de herbicida

aplicado, mantendo uma correlação negativa entre o sulfetrazone e a nodulação.

2.2 Fertilizantes nitrogenados

A FBN é peça fundamental no sistema de produção da soja principalmente em regiões

tropicais, sendo responsável por todo o consumo de N da planta. Contudo a prática usual dos

produtores de soja das regiões de cerrado é a utilização de uma sub dose de nitrogênio que

tem como objetivo dispor uma dose inicial “starter” as que plantas que não tem essa dose

inicial têm a aparência amarelada das suas folhas, até o estádio fenológico V2.

Todavia esse amarelecimento somente ocorre nos primeiros dias após a emergência,

pois logo em seguida os nódulos já começam a promover a fixação. A utilização da dose

starter prejudica a nodulação e por consequência FBN. (MENDES et al., 2008).

A adição de fertilizante nitrogenado tem efeito adverso, pois uma vez no solo o

desenvolvimento nodular é afetado em função da diminuição da respiração nodular, além de

limitar carboidratos no metabolismo do nódulo (FAGAN et al., 2007).

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Pesquisa realizada por Mendes et al.,(2008) comprovou que adubação nitrogenada

suplementar tardia em soja cultivada em latossolos do Cerrado influenciou negativamente a

nodulação em todas as áreas onde foi feita adubação nitrogenada.

Por meio desta constatação concluíram que a utilização de fertilizantes nitrogenados

em suplementação tardia para a soja, independentemente do sistema de manejo de solo, não

traz vantagem econômica, em relação à inoculação de bradirrizóbio em latossolos do Cerrado,

e que a nodulação de soja é prejudicada pela aplicação de nitrogênio, tanto em SPD quanto

em SPC. (MENDES et al., 2008).

Um dos grandes entraves da utilização de fertilizantes nitrogenados, sem sombra de

duvida, são os gastos energéticos de fontes não renováveis para a sua produção.

Segundo Hungria, Campo e Mendes (2001) são gastos seis barris de petróleo por

tonelada de NH3 sintetizada, ainda segundo os autores outro problema que inviabiliza a

utilização do fertilizante nitrogenado é sua baixa eficiência em relação à disponibilidade para

a planta, já que raramente a planta utiliza mais do que 50% do fertilizante disponível isso

devido outros fatores relacionados à sua volatilização.

Segundo Rohde (2003) cada barril de petróleo libera em média 430 kg de CO2,

portanto a quantidade de dióxido de carbono é extremamente alta, e em larga escala devido ao

grande acúmulo dos últimos anos houve grande alteração nos microclimas, ecossistemas e

biomas. Rohde ainda diz que uma política de redução de emissão de CO2 tem de ser realizada

urgentemente.

Em 2010 o MAPA criou o Programa ABC (Agricultura de Baixo Carbono), esse

programa dá incentivos e recursos para uma conjunto de ações realizadas pela agricultura para

diminuir a emissão de CO2. A FBN tem papel importante dentro desse programa com o

objetivo de reduzir 10 milhões de toneladas de dióxido de carbono emitidos por safra.

Para exemplificar isso, estudos realizados por Hungria, Campo e Mendes (2001)

concluíram que, para cada tonelada de grão produzido são gastos em média 80 kg de

nitrogênio, para uma produção de 60 sacos de soja por hectare, então são gastos 288 kg.

Como a planta não consegue utilizar mais do que 50% do fertilizante disponibilizado, salve

raras exceções, seriam então gastos na realidade 576 kg por hectare de nitrogênio, o que

inviabiliza a cultura.

Relacionando os estudos feitos por Rohde (2003) e Hungria, Campo e Mendes (2001)

sem o advento da FBN, para se produzir 60 sacos de soja (3600 Kg), em um hectare seriam

gastos 576 kg de Nitrogênio, para se produzir uma tonelada de NH3 sintetizada são gastos seis

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barris, então relacionando os dados em cada hectare seria liberado na atmosfera 1486,08 kg de

CO2.

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3.CONSIDERAÇÕES FINAIS

A FBN tem evoluído muito nas ultimas décadas, as taxas de fixação aumentaram

muito devido à seleção de estirpes com cada vez mais afinidade com a cultura na qual ela está

sendo utilizada, o principal caso é o da soja. No caso do feijão a fixação não é tão efetiva

porque não existe grande afinidade entre o microrganismo e a planta. Atualmente estudos de

fixação biológica de nitrogênio estão sendo conduzidos em gramíneas tais como milho e cana-

de-açúcar.

E fato que a FBN trouxe muitos benefícios, como a melhora do solo e por

consequência a sua microbiologia, a não utilização de fertilizantes nitrogenados nas culturas

onde ele é utilizado, diminuição do custo de produção, maior disponibilidade do nutriente

para a planta.

O que ocorre é que a reinoculação tem que ser feita em todas as safras, pois o

microssimbionte alocado no solo não tem a mesma capacidade de fixar nitrogênio do que a

bactéria inoculada naquela safra. Um grande exemplo disso é a localização do nódulo na raiz,

quando o mesmo se encontra no eixo da raiz a uma profundidade de 0 a 10 cm no perfil do

solo, isso significa que ele foi inoculado naquela safra, porém quando ele se encontra nas

raízes adventícias mais distante do eixo, isso significa que o nódulo é oriundo de uma

população já existente no solo. Isso também pode ser observado devido a coloração interna do

nódulo uma vez que nódulos novos tem coloração que vai do rosa para o vermelho, e nódulos

mais velhos tem coloração interna esbranquiçada que pode ir para o verde.

Outro problema principalmente na região do cerrado é a utilização de uma dose inicial

de nitrogênio, essa dose prejudica a nodulação e reduz a quantidade de N fixado pelo rizóbio.

A utilização de inoculantes para disponibilizar o N diminuiu o uso de fertilizantes

nitrogenados reduzindo diretamente a diminuição de CO2, com isso o governo brasileiro

adicionou a FBN ao programa ABC que visa subsidiar a produção agrícola com redução da

emissão de carbono.

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DECLARAÇÃO E AUTORIZAÇÃO

Eu,Antônio Junqueira de Rezende Neto ,portador da Carteira de Identidade nº4874953 emitida pelo Departamento Geral da Polícia Civil, inscrito no CPF sob nº021.509.241-45 , residente e domiciliada na rua , telefone (62 36615886) e (62 84469941) , endereço eletrônico Antonio_jrezende@hotmail.com para os devidos fins e sob pena da lei, que o Trabalho de Conclusão de Curso: Fixação Biológica de Nitrogênio, é de minha exclusiva autoria.

Autorizo o Centro Universitário de Goiás, Uni - ANHANGUERA a disponibilização do texto integral deste trabalho na biblioteca (consulta e divulgação pela Internet, estando vedadas apenas a reprodução parcial ou total, sob pena de ressarcimento dos direitos autorais e penas cominadas na lei.

________________________________________ ANTÔNIO JUNQUEIRA DE REZENDE NETO

Goiânia (GO),04de maio de 2012