Bradyrhizobium e Azospirillum

¿Sabías que después de la fotosíntesis, la Fijación Biológica de Nitrógeno (BNF) es el proceso más importante para la supervivencia de las especies? Para la agricultura brasileña, el impacto es particularmente importante, considerando que Brasil es el mayor productor y exportador de soja del mundo, con más de 45 millones de hectáreas plantadas.

La literatura reporta que para producir 1 tonelada de soja se necesitan aproximadamente 80 kg de nitrógeno (N), pero vale resaltar que el experimento desarrollado en el Centro de Innovación y publicado por NPCT (Plant Nutrition Science and Technology) señala que la necesidad de N para los cultivos de Soja puede llegar a 180 kg de N por tonelada.

Considerando una productividad promedio de los cultivos de soja en Brasil de 3.500 kg ha-1, si fuera necesaria la fertilización con fertilizantes que contengan N, por ejemplo, se necesitarían aproximadamente 55 millones de toneladas de urea para sostener las plantaciones de soja brasileñas. FBN permite ahorrar aproximadamente 12 mil millones de dólares sólo en fertilizantes nitrogenados. Además de aportar enormes ahorros al agricultor, el impacto ambiental positivo del FBN también es muy grande, ya que reduce las emisiones de gases de efecto invernadero y las pérdidas de nitrógeno por lixiviación y volatilización.

En 2022, la soja brasileña se destacó entre una de 14 historias de éxito, que muestran la importancia de los microbiomas en la economía, la agricultura y la salud humana. La iniciativa está patrocinada por Horizonte 2020 de la Unión Europea, en la que participan investigadores y empresas de 28 países.
FBN es uno de los pilares de sostenibilidad del sistema de producción de soja en Brasil y redunda en grandes beneficios para el productor y el medio ambiente, aumentando la competitividad del producto en el mercado externo con menor impacto ambiental y, en consecuencia, mayor sustentabilidad.

Aunque el nitrógeno atmosférico (N2) representa el 78% de la composición atmosférica, el fuerte enlace entre los dos átomos de N impide que las plantas absorban y asimilen este N para utilizarlo en su metabolismo. Pero algunas legumbres, como la soja, pueden establecer una relación simbiótica con bacterias capaces de fijar nitrógeno. Las bacterias más famosas y utilizadas son las del género Bradyrhizobium.

Por tanto, la FBN es una simbiosis entre bacterias del género Bradyrhizobium y plantas de soja, formando nódulos radiculares, en los que las bacterias se refugian y reciben protección, nutrientes y fuentes de energía de la planta huésped. A cambio, capturan nitrógeno atmosférico (N2).

El uso de cepas de élite de Bradyrhizobium en inoculantes, que han sido seleccionadas mediante investigaciones durante décadas, asegura el suministro de N necesario para el cultivo, incluso con altos niveles de productividad. Al mismo tiempo, la industria nacional de inoculantes se diversificó y desarrolló productos que fueron más efectivos para establecer simbiosis entre los cultivos de soja y Bradyrhizobium.

La inoculación se define como la operación agrícola, realizada previamente a la siembra del cultivo de soja, mediante la cual, a través del inoculante, se posibilita el contacto físico entre las bacterias fijadoras de N2 y la planta (semilla). Sólo se obtiene una buena inoculación cuando la superficie de la semilla está completamente cubierta por partículas de inoculante. Por razones operativas, la inoculación se puede realizar en el surco de siembra, utilizando un tanque exclusivo para el inoculante. En este caso, se deberá aumentar la dosis de acuerdo con lo especificado en la etiqueta del producto registrado en el Ministerio de Agricultura y Ganadería (MAPA).

Los inoculantes deben contener dos de las cepas recomendadas para Brasil y el número mínimo de 1,0 x 109 unidades formadoras de colonias (UFC) por g o mL de inoculante en formulación sólida (turba) o líquida, respectivamente, hasta la fecha límite de validez del producto.
Para garantizar la máxima eficiencia de la FBN, es importante que todos los productores adopten buenas prácticas recomendadas por la investigación, tales como:

1. Utilizar únicamente inoculantes registrados para el cultivo de soja en el MAPA;
2. Utilizar el inoculante dentro de la fecha de vencimiento establecida en el empaque;
3. Asegúrese de que el producto haya sido transportado y almacenado en un lugar protegido del sol y con temperaturas inferiores a 30 °C;
4. Aplicar en una dosis adecuada dependiendo de la condición y método de uso.

Además, los siguientes factores pueden interferir con la nodulación y la FBN, por lo que es importante tenerlos en cuenta:
1. garantizar la concentración de células, pureza y eficiencia de las bacterias presentes en el inoculante;
2. Cuando utilice productos químicos en el tratamiento de semillas, aplique el inoculante a la
última operación antes de la siembra y nunca mezclar el inoculante directamente con estos productos;
3. temperatura y humedad, al igual que durante el desarrollo del cultivo, una temperatura y humedad adecuadas del suelo promueven el metabolismo normal de la planta y permiten una mayor supervivencia bacteriana;
4. fotosíntesis de las plantas de soja, ya que toda la funcionalidad de los nódulos y la FBN dependen de un suministro adecuado de carbohidratos;
5. Nutrición de la planta de soja, con énfasis en el cobalto (Co), molibdeno (Mo) y níquel (Ni), elementos minerales esenciales para la actividad fisiológica de los nódulos.

Coinoculación, ¿qué es y para qué sirve?

Además de la inoculación anual con Bradyrhizobium, Embrapa también recomienda el uso conjunto de una segunda bacteria para la inoculación de soja, en un proceso llamado coinoculación. Esta segunda bacteria, Azospirillum brasilense, ya fue recomendada por Embrapa para cultivos de maíz, trigo y arroz.

El género Azospirillum engloba un grupo de bacterias promotoras del crecimiento vegetal (BPCP) que pueden estimular el crecimiento vegetal de varias formas, siendo las más relevantes la ayuda a la capacidad biológica de fijación de nitrógeno, la producción de fitohormonas y la solubilización de fosfato.
El principal proceso microbiano de Azospirillum consiste en la síntesis de fitohormonas que promueven el crecimiento de las plantas, principalmente del sistema radicular, lo que favorece la nodulación y FBN realizada por Bradyrhizobium, además de traer otros beneficios, como un mayor crecimiento y desarrollo del sistema. raíz, lo que aumenta el volumen de suelo explorado.

¿Cómo contribuye Azospirillum al crecimiento de las plantas?

En la literatura existen varios reportes de que Azospirillum produce fitohormonas que estimulan el crecimiento de las raíces de varias especies de plantas, influyendo en la absorción de agua y minerales, mejorando los parámetros fotosintéticos, entre ellos el contenido de clorofila y conductancia estomática, mayor contenido de prolina en la parte aérea. y raíces, mejora del potencial hídrico, producción de biomasa, tolerancia a estreses como la salinidad y la sequía, dando como resultado una planta más vigorosa y productiva.

En Brasil se venden anualmente inoculantes con Azospirillum brasilense para gramíneas y también para coinoculación de soja y frijol. Hoy en día, sólo existen en el mercado inoculantes líquidos para Azospirillum. El inoculante líquido se puede mezclar con las semillas o surco de siembra, utilizando un tanque exclusivo para el inoculante, siguiendo la dosis especificada en la etiqueta del producto según consta en Mapa. Como es el caso de las bacterias del género Bradyrhizobium.

Para asegurar la máxima eficiencia en la inoculación con Azospirillum brasilense, es importante que todos los productores adopten buenas prácticas recomendadas por la investigación, tales como:

1. Utilizar únicamente inoculantes registrados para el cultivo de soja en el MAPA;
2. Utilizar el inoculante dentro de la fecha de vencimiento establecida en el empaque;
3. Asegúrese de que el producto haya sido transportado y almacenado en un lugar protegido del sol y con temperaturas inferiores a 30 °C;
4. Aplicar en una dosis adecuada dependiendo de la condición y método de uso.
También es importante tener en cuenta:
1. la distribución del inoculante es uniforme;
2. No se recomienda la inoculación directa en la caja de siembra;
3. en el caso de semillas tratadas con fungicidas, insecticidas y/o micronutrientes, se deberá colocar el inoculante al último y realizar la siembra lo antes posible;
4. si no es posible sembrar dentro de las 24 horas, repetir el proceso de inoculación;
5. Recuerde que el inoculante contiene bacterias vivas, sensibles al calor y a la deficiencia de agua.
El uso de microorganismos en el manejo agrícola, así como buenas prácticas agrícolas para la conservación del suelo que favorezcan la vida biológica, son herramientas importantes para alcanzar récords de productividad con sostenibilidad, utilizando la propia naturaleza a favor de la producción de alimentos.