Como aumentar a fixação biológica de nitrogênio na soja?

A fixação biológica de nitrogênio (FBN) na cultura da soja, ocorre através de uma simbiose entre bactérias do gênero Bradyrhizobium e as plantas de soja. Este processo entre a planta e a bactéria pode ser observado pela formação de nódulos nas raízes na fase inicial e obtém pleno estabelecimento a partir do estádio fenológico V4.
Neste momento é muito importante avaliar a performance da nodulação: a raiz da soja deve conter no mínimo de 10 a 15 nódulos ativos e medir de 3 a 8 mm com a coloração rósea, indicando que a bactéria está viva e respirando (Câmara, 2014).

 

Tabela 1. Nutrientes minerais, funções e consequências das deficiências para a FBN.

Nutriente	Funções na FBN	Efeitos da deficiência do elemento na nodulação
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.

 

Você Sabia?

É possível obter elevadas produtividade de soja sem realizar adubação de cobertura e/ou aplicação de nitrogênio foliar. Para cada saca de soja produzida, a planta precisa de aproximadamente 4,9 kg de N, ou seja se considerar uma produtividade de 80 sc/ha, ela poderá acumular até 392 kg/ha de N. Sendo que será totalmente fornecido via FBN e mineralização do N do solo. Este processo é possível desde que ofereça nutrientes e condições favoráveis para o desenvolvimento pleno da bactéria nos nódulos (Tabela 1).

Figura 1. Variação da nodulação durante o ciclo fenológico da soja, expressa em número total de nódulos em raízes de 10 plantas. Fonte: 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 1.

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 aos efeitos fisiológicos. Assim os estímulos nutricionais e fisiológicos, além da inoculação, realizados no tratamento de sementes (TS), são responsáveis pela formação de nódulos que irão suprir o primeiro pico de demanda de N na soja, no estádio fenológico R1 (início do florescimento). Já o segundo estímulo nutricional e fisiológico, deve ocorrer em V4, na busca pela renovação de nódulos que irão suprir a demanda de N no estádio R5.3 (enchimento de grão) (Figura 1).

Para calcularmos a FBN utilizamos técnicas avançadas com isótopos de 15N com o objetivo de calcular de forma direta o % de FBN na cultura da soja. Para isso, emprega-se a técnica da abundância natural de 15N. Esta técnica tem como premissa, a diferença entre o 15N presente no N atmosférico e no N do solo, sendo o N do solo levemente enriquecido. Desta forma, a abundância de 15N resultante no N da soja é a proporção entre as fontes de N do solo (mineralização) e o N atmosférico (via FBN). Mais detalhes desta técnica pode ser visto em Lavres et al., 2016.

Curiosidade

O campeão nacional do CESB (Comitê Estratégico de Soja Brasil) de 2019, produtor Maurício De Bortolli | Sementes Aurora, Cruz Alta-RS, produziu 123,8 sc/ha de soja sem realizar aplicação de N. Ele usou o Programa Nutricional Supera, tecnologias da ICL que estimulam o processo de FBN, nutrição equilibrada, redução de estresse, maior pegamento de flores e enchimento de grãos.

Figura 2. Percentual de fixação biológica de N (%FBN) estimado por meio da técnica de abundância natural de 15N na soja avaliado no R5 em condições de campo.

Ao avaliar o impacto direto do nosso portfólio na FBN em soja, foi realizado um estudo com
a técnica anteriormente descrita no Innovation Center | ICL. Este estudo contou com os seguintes tratamentos: Controle, Tônus®, Up! Seeds® e Up! Seeds® + Tônus®. Em todos os tratamentos foram aplicados inoculante e fungicidas, sendo o fator de variação, a presença ou não de Up! Seeds® e Tônus®.

Assim, foi possível demonstrar que a aplicação de Up! Seeds® + Tônus®, proporcionou um incremento de 33% de FBN comparando com o tratamento controle (Figura 2). Em geral, os nódulos têm um tempo de vida útil que pode variar de 6 a 8 semanas. Como a curva de demanda de nitrogênio da cultura tem uma duração maior do que o tempo de vida dos nódulos, torna-se essencial, não só estimular a formação dos nódulos, mas também a longevidade e renovação dos mesmos. Pensando nisto, Tônus® foi desenvolvido com a função de auxiliar na renovação dos nódulos e favorecer a atividade dos nódulos na época de maior exigência da planta R5 (Figura 3). Com a aplicação de Up! Seeds® + Tônus® observou-se um incremento de 20% no número de nódulos em relação ao tratamento controle, o que evidenciou a sua influência na renovação dos nódulos (Figura 3).

 

 

Figura 3. Números de nódulos por planta nos estádios V6 e R5 da soja comparando com produtos para TS (Up! Seeds®) e ação fisiológica (Tônus®) aplicado em V4, experimentos realizados em condições de campo (Innovation Center).

Dessa forma, fica evidente os benefícios do Up! Seeds® (150 mL/ha) no TS, estimulando além do enraizamento, a FBN na soja, elevando o número de nódulos (Figura 4) e contribuindo para o desenvolvimento da planta. Para estimular a renovação dos nódulos e atender a demanda de N nos estádios reprodutivos, foi evidenciada a importância da aplicação de Tônus® (300 g/ha) na fase V4.

Este produto potencializa a atividade das enzimas nitrogenase e hidrogenase que são chaves no processo de FBN. Também estimula a nitrato redutase e urease, enzimas essenciais para o metabolismo do N (Lavres et al, 2016) além de conter compostos com efeitos fisiológicos precursores de auxina que estimulam o crescimento do sistema radicular, facilitando a formação e renovação dos nódulos.

 

Figura 4. Massa (g) de nódulos obtidos de um experimento com os tratamentos acima (dados de 5 plantas por tratamento). Foto: GIL CÂMARA (2019).

 

Expediente:

José Marcos Leite – Gerente de Desenvolvimento Técnico ICL

Robson Mauri

Rafael Butke Baptista – Diretor de Marketing Estratégico