Uso de Bactérias Fixadoras de Nitrogênio como Inoculante

Uso de Bactérias Fixadoras de Nitrogênio como Inoculante Agrícola
Mary Helen Ribeiro dos Santos – Universidade Tecnológica Federal do Paraná – UTFPR –
[email protected]
Adriana Rute Cordeiro – Universidade Tecnológica Federal do Paraná – UTFPR –
[email protected]
Juliana Vitória Messias Bittencourt – Universidade Tecnológica Federal do Paraná – UTFPR [email protected]
Resumo
A preocupação crescente da sociedade com a preservação e a conservação ambiental tem
resultado na busca, pelo setor produtivo, de tecnologias para a implantação de sistemas de
produção agrícola com enfoques ecológicos, rentáveis e socialmente justos. O objetivo deste
estudo foi realizar uma revisão bibliográfica acerca do uso de inoculantes agrícolas tanto para
otimizar a produção e reduzir custos, quanto diminuir o impacto ambiental. O inoculante
refere-se à utilização de microrganismos vivos capazes de promover o crescimento vegetal
deforma direta ou indireta, através de diferentes mecanismos sendo denominado
mundialmente de biofertilizantes. No Brasil, os estudos sobre a fixação biológica de
nitrogênio iniciaram-se em 1950. Estima-se que a adoção dessa tecnologia gere uma
economia de 3 bilhões de dólares a cada safra no Brasil. A fixação biológica do nitrogênio é
um processo de quebra por meio de um complexo enzimático, denominado nitrogenase. De
posse dos dados apresentados pode-se concluir que o uso de bactérias fixadoras de nitrogênio
como inoculante agrícola pode auxiliar em uma maior produtividade da cultura, diminuir
custos para o agricultor e diminuir o impacto ambiental.
Palavras-chave: Inoculante; Fixação biológica; Agrícola.
1. Introdução
A preocupação crescente da sociedade com a preservação e a conservação ambiental
tem resultado na busca, pelo setor produtivo, de tecnologias para a implantação de sistemas de
produção agrícola com enfoques ecológicos, rentáveis e socialmente justos. O enfoque agroecológico do empreendimento agrícola se orienta para o uso responsável dos recursos naturais
(solo, água, fauna, flora, energia e minerais) (REIS,2007).
Dentre os problemas da agricultura brasileira, um dos principais refere-se ao avanço
desordenado da fronteira agrícola, uso inadequado do sistema de rotação de culturas e não
aproveitamento de resíduos dos plantios anteriores. Todas essas práticas agrícolas
denominadas de conservacionistas, ao longo do tempo podem levar a exaustão das reservas de
nutrientes do solo, desde que o manejo não seja eficiente. Alternativas que permitam
aumentar a eficiência do uso de insumos, diminuir o tempo de mineralização dos nutrientes e
também, aumentar o sistema radicular por aumento da área de absorção das raízes, podem
atuar de forma conjunto no crescimento vegetal. Dessa forma, existe um grande interesse em
práticas alternativas que visem a redução na aplicação de insumos e mesmo da melhoria de
absorção destes, nas áreas de produção agrícola (EMBRAPA, 2009).
II Ciclo de Atualização Agropecuária – 14 a 19 de setembro de 2010
Para o nosso país, a redução da fertilização artificial dos plantios, através da
introdução, durante a semeadura de microrganismos selecionados, é hoje, provavelmente,
dentre os inoculantes agrícolas, o de maior impacto econômico (REIS, 2007)
Neste artigo objetivou-se realizar uma revisão bibliográfica acerca do uso de
inoculantes agrícolas tanto para otimizar a produção e reduzir custos, quanto diminuir o
impacto ambiental.
2. Inoculante
O inoculante refere-se à utilização de microrganismos vivos capazes de promover o
crescimento vegetal deforma direta ou indireta, através de diferentes mecanismos sendo
denominado mundialmente de biofertilizantes, sendo que no Brasil o produto mais famoso é o
inoculante para a soja campeão de venda nesta categoria (estimativa em torno de 99% do
mercado atual). Produtos que contém bactérias capazes de controlar patógenos são conhecidos
como biopesticidas ou inseticidas biológicos (VESSEY, 2003).
2.1 Tipos de Inoculantes
A oferta de inoculantes no mercado nacional é bem variada,podenso ser encontrados
inoculantes turfosos, líquidos, géis e liofilizados (CAMARA, 1998, citado por SCHUH,
2005):
Líquido: constituído de um substrato aquoso estéril onde se veiculam as bactérias;
Pó molhável: consiste em substrato sólido contendo bactérias liofilizadas que
necessitam ser hidratadas antes da sua aplicação nas sementes;
Turfosos: tem origem de solos aluviais orgânicos e ácidos que são moídos, peneirados
e corrigidos, visando elevar o pH para próximo da neutralidade.
Inoculantes á base de turfa esterilizada são preferidos, pois ele podem conter até cem
vezes mais bactérias que a turfa não esterilizada (BROCKWELL, 1995, citado por SCHUH,
2005).
2.2 Legislação
A legislação brasileira (Ministério da Agricultura e Reforma Agrária, DOU
10/08/2004, Anexo 1) estabelece que os inoculantes comerciais devem apresentar, no mínimo,
10² de células por grama ou mililitro do produto,ao final do seu prazo de validade e esta
concentração equivale à quantidade de inoculante que deve ser misturado a 50kg de semente
para proporcionar, no mínimo, 6000 células bacterianas viáveis por semente. Os inoculantes
devem ser elaborados com suporte estéril e estarem livres de microrganismos não
especificados, podendo este suporte ser sólido ou fluido e ter um prazo de validade mínimo de
seis meses a contar da data de fabricação.
3. Fixação Biológica de Nitrogênio
A adubação nitrogenada é recomendada por especialistas para aumentar a
produtividade. Dentre as fontes de nitrogênio, a uréia é o fertilizante de maior produção e
consumo no Brasil (CAMPOS, THEISEN e GNATTA, 1999). Considerada como um dos
mais importantes fertilizantes nitrogenados devido a alta concentração de N (45%) e baixo
custo. Porém, é uma fonte susceptível às perdas por volatilização da amônia. A uréia atende
no Brasil cerca de 63% da demanda de fertilizantes nitrogenados (BARBOSA FILHO et al.,
2001).
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Dentre os principais nutrientes, o nitrogênio é um dos mais importantes para o
desenvolvimento e produção das plantas. É absorvido e exportado para os grãos em grandes
quantidades, sendo um dos elementos minerais de maior demanda pelas plantas e o que mais
limita o seu crescimento. O nitrogênio participa ativamente do processo fotossintético e na
síntese de proteína nas plantas. Sua deficiência resulta em clorose gradual das folhas mais
velhas e redução do crescimento vegetativo da planta (EMBRAPA, 2004).
O nitrogênio é um dos elementos mais frequentemente associados ao manejo
inadequado e poluição ambiental. As taxas de fertilizantes nitrogenados quase sempre
excedem os requerimentos em função das limitadas práticas de manejo de solo e das culturas,
possibilitam o escoamento da água superficial em direção aos mananciais, promovendo
eutrofização, contaminando as águas subterrâneas (PATAFÓS, 1998; SAINJU et al, 1999).
A prática de inserção de bactérias, nas sementes ou no solo, foi iniciada após
Hellriegel e Wilfarth, no final do século 19, comprovarem a origem do fenômeno de
nodulação e Beijerinck ter conseguido isolar as bactérias capazes de provocá-lo. Certos
gêneros microbianos possuem habilidade de invadir raízes de plantas, produzindo
diferenciação celular dessas raízes e provocando a formação dos nódulos. A simbiose, assim
estabelecida, provê as células bacterianas presentes no nódulo de intermediários metabólitos
originários da planta, fornecendo-lhes, por outro lado, compostos nitrogenados (aminoácidos
e ureídos) provenientes da fixação de nitrogênio atmosférico que se dá no nódulo por meio da
enzima denominada nitrogenase (CAMPOS, THEISEN e GNATTA, 1999).
No Brasil, os estudos sobre a fixação biológica de nitrogênio iniciaram-se em 1950.
Estima-se que a adoção dessa tecnologia gere uma economia de 3 bilhões de dólares a cada
safra no Brasil. A fixação biológica do nitrogênio é um processo de quebra por meio de um
complexo enzimático, denominado nitrogenase (DOBEREINER, 1992; HUNGRIA et al,
1997).
4. Azospirillum brasilense
Dentre as bactérias mais utilizadas para a fixação biológica de nitrogênio, destaca-se a
Azospirillum brasilense, que é fixadora de nitrogênio, capaz de promover o crescimento
vegetal, aumentando significativamente a produtividade de culturas agronômicas como milho,
arroz, cana de açúcar e trigo. Descoberta no início dos anos 70 por Johanna Dobereiner e
pesquisadores da Embrapa Agrobiologia, Azospirillum brasilense é encontrada no interior dos
tecidos vegetais e naturalmente associada às raízes. Essa bactéria tem sido extensamente
estudada no Brasil e no exterior como inoculante para culturas. Resultados de mais de trinta
anos de pesquisa demonstraram que a inoculação com tal bactéria tem uma taxa de sucesso
entre 60 e 70%, com aumentos significativos na produtividade de grãos entre 5 e 30%
(OKON e LABANDERA-GONZALES, 1994). Esses aumentos de produtividade ocorreram
paralelamente aos aumentos nos conteúdos de fósforo, potássio e nitrogênio total no tecido
vegetal (BASHAN e HOLGUIN, 1997; STEENHOUDT e VANDERLEYDEN, 2000;
BASHAN et al., 2004). O aumento na produção e crescimento vegetal, após a inoculação com
estirpes de Azospirillum spp., tem sido atribuído principalmente a um efeito global no
crescimento das raízes e uma consequente melhora na capacidade de assimilação de nutrientes
e água pela planta (BASHAN e HOLGUIN, 1997).
As fontes de carbono, utilizadas preferencialmente por Azospirillum spp., são ácidos
orgânicos como malato, lactato, succinato e piruvato. Carboidratos como Dfrutose e Dgalactose podem ser utilizados por algumas espécies (DOBEREINER e PEDROSA, 1987). O
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metabolismo de nitrogênio é bastante versátil; amônio, nitrato, nitrito, aminoácidos ou
nitrogênio atmosférico podem ser utilizados como fonte de nitrogênio (DOBEREINER e
PEDROSA, 1987; STEENHOUDT e VANDERLEYDEN, 2000).
Resultados recentes obtidos de estudos em campo com estirpes de Azospirillum
brasilense, pela Embrapa-Soja em associação com a Universidade Federal do Paraná,
demonstram que a inoculação de milho e trigo com essa bactéria resultou em aumentos
significativos na produtividade de grãos. A inoculação de culturas com Azospirillum
brasilense é, portanto, uma prática que pode ser adotada pelos agricultores com resultados
amplamente positivos (EMBRAPA,2009).
Nos últimos 20 anos, foram descobertas as potencialidades das bactérias diazotróficas
microaeróbias, do gênero Azospirillum spp. fixadoras de nitrogênio atmosférico, quando em
vida livre e, associadas à rizosfera das plantas, possivelmente contribuindo com a nutrição
nitrogenada (BODDEY e DOBEREINER, 1995).
Baseando-se em dados acumulados durante 22 anos de pesquisa com experimentos de
inoculação a campo, Okon e Vanderleyden (1997) concluem que o gênero Azospirillum spp.
promove ganhos em rendimento em importantes culturas, nas mais variadas condições de
clima e solo. Contudo, salientam que o ganho não se restringe apenas ao suprimento de N pela
fixação biológica do nitrogênio, mas também ao aumento da superfície de absorção das raízes
da planta.
5. Conclusão
De posse dos dados apresentados pode-se concluir que o uso de bactérias fixadoras de
nitrogênio como inoculante agrícola pode auxiliar em uma maior produtividade da cultura,
diminuir custos para o agricultor e diminuir o impacto ambiental.
6. Referências
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