Artigo FBN

A soja é uma planta da família da Fabaceae, que possui a característica de ser uma leguminosa nodulífera, uma vez que as suas raízes podem estabelecer uma relação simbiótica com as bactérias endofíticas do gênero Bradyrhizobium, que são capazes de assimilar o nitrogênio atmosférico (N2) e disponibilizá-lo para os vegetais (Câmara, 2014) no processo chamado de Fixação Biológica de Nitrogênio – FBN.

Por produzir elevado teor de proteína, a soja possui uma alta demanda de N para enchimento de grãos (Tabela 01). Neste sentido, a demanda de N por tonelada de grão é de 83 kg. Sendo assim, se considerarmos uma produtividade média de 3,36 t/ha, precisaríamos da aplicação de 278 kg/ha de N. Para suprir essa necessidade com a aplicação de fertilizantes, seria necessário aproximadamente 600 kg/ha de ureia.

Assim, deve-se levar em consideração que se o cultivo da soja em países tropicais dependesse da aplicação de 600 kg/ha de ureia para uma produtividade de 3,36 t/ha, a rentabilidade para esta cultura seria comprometida, e o plantio de soja seria economicamente inviável. relação de retorno sobre o investimento seria drasticamente reduzida, fazendo com que a produção de soja deixe de ser economicamente viável.

Tabela 01- Demanda de macronutrientes (kg/t) e de micronutrientes (g/t) essenciais para a cultura da soja. Fonte: Embrapa, 2013.
Nutrientes N P2O5 K2O Ca Mg S B Mo Cu Fe Mn Zn
______________ kg/t de grãos ____________ ________________ g/t de grãos ______________
Extração 83,0 15,4 38,0 12,2 6,7 15,4 77,0 7,0 26,0 460,0 130,0 61,0
Exportação 51,0 10,0 20,0 3,0 2,0 5,4 20,0 5,0 10,0 70,0 30,0 40,0
%Exportado 61,0 65,0 53,0 25,0 30,0 35,0 26,0 71,0 38,0 15,0 23,0 66,0
Fonte: Embrapa (2013)

Tendo em vista este cenário, o produtor rural precisa compreender tecnicamente todo o processo de Fixação Biológica de Nitrogênio (FBN) e fornecer recursos necessários para potencializar a relação planta/bactéria.

O Processo de FBN

Todo o Processo é mediado por bactérias do gênero Bradyrhizobium que formam nódulos nas raízes da soja. No solo, após a exsudação das substâncias orgânicas sinalizadoras, ocorre a interação entre bactéria e planta, que trocam substancias orgânicas e moleculares, iniciando a formação do nódulo onde as bactérias serão abrigadas.

A partir do estádio fenológico V2, a formação de nódulos já é visível, variando de 15 a 20 por planta. A ação hormonal, bem como a presença dos nutrientes, auxilia na formação dos nódulos, aumentando a capacidade de multiplicação celular e consequentemente o tamanho e a quantidade de nódulos (Câmara, 2014).

Os nódulos abrigam em seu interior as células bacterianas que irão realizar a fixação do N2 atmosférico e disponibilizá-lo para o desenvolvimento vegetal. Para que esta relação se estabeleça de forma simbiótica, a bactéria exige da planta uma fonte energética constituída por fotoassimilados, principalmente sacarose e glicose.

Para que a FBN ocorra de forma eficiente, é fundamental a disponibilidade de cobalto (Co), molibdênio (Mo) e níquel (Ni) no interior do nódulo. O cobalto faz parte da leghemoglobina, enzima responsável por controlar o fluxo de O2 no processo. Esta atua transportando e regulando a concentração de O2 para a respiração das células do nódulo e das bactérias.

Outra enzima fundamental neste processo é a nitrogenase, que utiliza o molibdênio como cofator do complexo de Fe-Mo para reduzir o N2 atmosférico a amônia (NH3). Em seguida, este produto é reduzido a amônio (NH4+) na presença de H+ no interior do bacteroide.

Por fim, temos a enzima hidrogenase, que na presença de níquel, executa de forma mais eficiente a protonação do H2 no interior do nódulo. Estes H+ gerados irão participar da redução de NH3 para ser assimilado pela planta.

No interior da planta, outra função importante do Ni para o metabolismo do N é como constituinte da enzima urease. Cerca de 90% do N total presente na seiva do xilema é translocado na forma de ureideos (Câmara 2014), no entanto para serem assimilados pelas enzimas GS/GOGAT, precisam ser convertidos pela urease em NH4+. O excesso de ureideos na folha, além de tóxico, provoca uma ação de feedback negativo à FBN devido à concentração de produto, desacelerando a fixação do N2 atmosférico.

Lavres et al. 2016 observou que a adição de Ni no tratamento de semente, aumentou a atividade da urease e a FBN na soja. Notou também um aumento do acúmulo de N na folha, que foi relacionado com o papel do Ni nas enzimas urease e hidrogenase. De forma prática, é válido destacar que as plantas que fixam N2, possuem exigências nutricionais específicas para potencializar a FBN.

Tratamento de Sementes para estimulo do FBN

Assim, uma estratégia viável para estimular a FBN desde o desenvolvimento das primeiras raízes, é no tratamento de sementes. Estes nutrientes juntos aos defensivos e inoculantes são aplicados às sementes antes do plantio. No entanto, deve-se atentar à compatibilidade dos produtos utilizados no tratamento de sementes com os inoculantes.

Fatores como pH, salinidade, condutividade elétrica, e possíveis interações negativas com os defensivos, podem afetar diretamente na sobrevivência e desenvolvimento das bactérias inoculadas. Neste sentido, pesquisas apontam que produtos de nutrição amplamente difundidos no mercado de tratamento de sementes de soja, inibem o desenvolvimento das bactérias diazotróficas, gerando um efeito negativo na FBN.

Análise da sobrevivência de bactérias sobre influência de produtos para tratamento de sementes
Figura 01 – Análise da sobrevivência de bactérias sobre influência de produtos para tratamento de sementes. À esquerda, tratamento com três discos embebidos com CoMo padrão que inibiram o desenvolvimento das bactérias em placas de petri formando um halo transparente onde as bactérias não de desenvolveram. À direita, discos tratados com UP! SEEDS onde não se observa a formação de halo, uma vez que as bactérias se desenvolveram mostrando compatibilidade com o produto.

Além de fornecer nutrientes, os produtos para TS devem ter a função de estimular o enraizamento e proporcionar um rápido estabelecimento das plantas. O período inicial é considerado crítico, uma vez que o solo está descoberto, e pode atingir temperaturas superiores a 40º C na superfície. Este fator pode ser agravado por veranicos logo após à germinação das sementes. O rápido desenvolvimento radicular pode exercer papel fundamental na absorção de água neste período, dando mais segurança à lavoura.

Desenvolvimento inciial da soja com tratamento de sementes
Figura 2 – Desenvolvimento inicial da soja em função de tratamento de sementes com CoMo padrão (esquerda) e UP! SEEDS (direita).

Neste contexto, o uso de tecnologias que estimulam um maior enraizamento é extremamente favorável para potencializar a nodulação e o crescimento de raízes, fazendo com que a planta absorva mais água e nutrientes ao longo da safra.

Ao longo do ciclo da soja, ocorre uma constante formação e renovação dos nódulos radiculares, o que o torna o fenômeno extremamente dinâmico e responsivo a estímulos fisiológicos. Assim os estímulos realizados no TS, são responsáveis pela formação de nódulos que irão suprir o primeiro pico de demanda de N pela soja, que ocorre no estádio fenológico R1. Já o segundo estímulo, deve ocorrer em V4, estimulando a renovação de nódulos que irão suprir a demanda de N no estádio R5.3 (Figura 3).

Variação de Nodulação durante o ciclo da sojaFigura 3 – Variação da nodulação durante o ciclo fenológico da soja, da var. Conquista expressa como massa e número de nódulos. (Câmara, 2014).Para que a FBN ocorra de forma eficiente, o solo deve ter uma fertilidade equilibrada, de modo a garantir maior disponibilidade dos nutrientes essenciais ao processo. Desta forma, cada nutriente possui funções específicas direta ou indiretamente ligadas à FBN, conforme descrito na tabela abaixo (Tabela 2).

Tabela 02- Nutrientes minerais, funções e consequências das deficiências para a FBN.
Nutriente Funções Efeitos da deficiência do elemento
Fósforo Diretamente relacionado à produção e consumo de ATP Redução da nodulação e da FBN, induzindo à deficiência de N
Potássio Ativador de várias enzimas na fotossíntese e respiração Redução da massa seca dos nódulos com redução na FBN
Cálcio Crescimento radicular e atuação em proteínas mensageiras de sinais químicos. Redução da nodulação devido à redução na superfície radicular
Magnésio Constituinte da clorofila, tem relação direta Deficiência de N induzida por redução da FBN
Enxofre Constituinte de metabólitos secundários que atuam nos fatores de nodulação (Nod) da soja. Atraso e redução na nodulação das raízes
Boro Divisão celular Diminuição dos tamanhos dos nódulos.
Cobalto Componente da cobalamina (B12), precursora da leghemoglobina Atraso do início e diminuição da nodulação
Cobre Ainda não compreendida Redução na FBN
Ferro Constituinte da ferro-proteína da nitrogenase Atraso do início, diminuição da nodulação e redução da FBN
Molibdênio Constituinte da Molibdato-ferro-proteína da nitrogenase. Nodulação pouco efetiva e deficiência de N
Níquel Constituinte de enzimas da planta (urease) e requerido para reprocessamento do H2 (hidrogenase) Atraso na nodulação e redução da FBN.
Zinco Atua na síntese da Leghemoglobina Redução do número e tamanho de nódulos.

Produtos Compass Minerals – Plant Nutrition para Potencializar a FBN

Assim, tendo em vista potencializar a FBN, para que a soja expresse seu máximo potencial produtivo no campo, é importante utilizar inoculantes e nutrientes de alta qualidade. Outro fator fundamental é a utilização de produtos de ação fisiológica, que estimulam o enraizamento e a nodulação quando aplicados no tratamento de semente. Estes também estimulam a renovação dos nódulos quando aplicados no período vegetativo.

Neste sentido, a Compass Minerals – Plant Nutrition desenvolveu uma linha de produtos pensando em fixação biológica de nitrogênio. Mas foi além disso e pensou em produtos que fornecem nutrientes e proporcionam estímulos fisiológicos fundamentais para potencializar o desenvolvimento da planta e a FBN.

Para o Tratamento de Sementes, desenvolveu o UP! SEEDS, um produto que fornece níquel, cobalto e molibdênio para o processo de FBN no interior do nódulo. Além disso, proporciona maior enraizamento devido à presença de precursores hormonais e extrato de algas Ascophyllum nodosum.

O UP! SEEDS também possui polímeros que agem no recobrimento e secagem da semente após o tratamento, proporcionando melhor recobrimento e fluidez das sementes tratadas (Figura 4).

Tendo em vista a manutenção da FBN no período reprodutivo, desenvolveu o TÔNUS, produto que fornece nutrientes balanceados para o estímulo à renovação dos nódulos e potencialização da FBN. Além disso, fornecimento de energia, precursores hormonais, desenvolvimento celular e favorecimento da translocação de fotoassimilados, são características deste produto que proporciona maior produtividade à lavoura.

Em estudo realizado no estado do Paraná (BR), o uso de UP! SEEDS e TÔNUS elevou em 50% a massa de nódulos por planta e em 23% a produção de grãos com diferença estatística (Tukey <0,05), agregando 12 sacos de soja de produtividade por hectare (Farmers, 2018).

Homogeneidade do recobrimento em tratamento de sementes
Figura 4 – Homogeneidade de recobrimento da semente tratada com CoMo padrão x UP! SEEDS.
Desenvolvimento da Soja com uso do Up! Seeds
Figura 5 – Desenvolvimento da soja com o uso de UP! SEEDS no tratamento de sementes e Tônus no período vegetativo.

Ser produtor agrícola e tomador de decisão tem se tornado uma tarefa cada vez mais complexa. O mercado oferece muitas soluções para os diversos desafios que encontramos dentro de uma fazenda. No entanto, um tomador de decisão responsável, precisa basear suas escolhas em dados científicos, teóricos e práticos, que sejam consistentes e confiáveis.

A Compass Minerals – Plant Nutrition se destaca no campo por ser uma empresa Técnica, que acredita e busca soluções com comprovação científica para elevar a produtividade e consequentemente os ganhos do produtor agrícola. Neste sentido, desenvolveu UP! SEEDS e TÔNUS para potencializar a FBN durante todo o ciclo, elevando a produtividade da soja.

Artigo de autoria de Rafael Butke, gerente de Produtos Compass Minerals Plant Nutrition e José Marcos Leite, Gerente de Pesquisa Compass Minerals Plant Nutrition

Referências Bibliográficas

CAMARA, G. M. S. Fixação Biológica de nitrogênio em soja. Informações agronômicas, n. 7, 2014.

FARMERS. Efeitos do UP! SEEDS e TÔNUS na nodulação e rendimento de grãos da cultura da soja. Maringá PR: Relatório Técnico Farmers, 2018. 13p.

HUNGRIA, M.; CAMPO, R.J.; MENDES, I.C. A importância do processo de fixação biológica do nitrogênio para a cultura da soja: componentes essenciais para a competitividade do produto brasileiro. Londrina: Embrapa Soja, 2007. 80p. (Embrapa Soja. Documentos, 283). Disponível aqui

LAVRES, JOSÉ; CASTRO FRANCO, GUILHERME ; DE SOUSA CÂMARA, GIL M. . Soybean Seed Treatment with Nickel Improves Biological Nitrogen Fixation and Urease Activity. Frontiers in Environmental Science, v. 4, p. 1-11, 2016. Disponível aqui

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