Fisiologia, nutrição e produtividade de grãos | Kelmax® Dry

1 – Introdução

A soja (Glycine max (L.) Merr.) é uma cultura de grande importância para a economia global, uma vez que a sua produção mundial foi de 373 milhões de toneladas, o que corresponde a 10,2 % da produção mundial de grãos e classifica os grãos de soja como o quarto grão mais produzido no mundo (FAO, 2022). No Brasil a sua produção está aumentando e atualmente corresponde por aproximadamente 30% da produção mundial (CONAB, 2022; FAO, 2022).

Esse grande volume de soja produzido no mundo se deve principalmente as suas diversas utilizações como alimento proteico básico na maioria dos países asiáticos, produção de óleo comestível, produção de biocombustíveis e produção de ração para pecuária e aquicultura
a partir do farelo de soja (CHEN et al., 2012). De acordo com Our World in Data (2022), 76% dos grãos de soja produzidos no mundo são utilizados alimentação animal (bovinos, suínos, peixes, entre outros), 20% na alimentação humana (óleo, tofu, leite de soja, entre outros) e 4% na indústria (biodiesel, lubrificantes, entre outros), respectivamente.

Diante da sua importância para economia mundial e nacional muitas pesquisas estão sendo conduzidas com a cultura da soja com o objetivo principal de aumentar a sua produtividade
de grãos. De acordo com a CONAB (2022) as produtividades médias de grãos de soja no Brasil na safra 2020/21 e 2021/22 foram de 58,7 e 50,4 sacos ha-1, respectivamente. Ao se comparar esses números nota-se que na safra 2021/22 houve uma redução de aproximadamente 14,1% na produtividade de grãos de soja.

Diversos fatores podem ter influenciado nessa redução de produtividade de grãos de soja, como intempéries climáticas, aberturas de novas áreas, entre outros. No entanto, devido
as demandas globais de sustentabilidade e aumento da população mundial × segurança alimentar precisamos adotar manejos e tecnologias que possibilitem aos sojicultores
aumentos na produtividade de grãos e rentabilidade. Entretanto, aumentar a produtividade
de grãos de soja é um grande desafio, pois de acordo com Malavolta (2006) existem 52 fatores que podem influenciar no crescimento e produção das plantas, dentro dos quais podemos incluir o Tratamento de Sementes Industrial (TSI).

O TSI consiste em realizar o tratamento de sementes de soja com inseticidas, fungicidas, nematicidas, inoculantes, extratos de algas, micronutrientes, entre outros, através
de máquinas de alta tecnologia e específicas para realizar o tratamento de sementes
com alto controle de qualidade e segurança.

A utilização de sementes de soja comercializadas com TSI vem aumentando no Brasil devido principalmente aos seus benefícios, como melhor qualidade no TS, segurança aos agricultores e colaboradores, aumento do rendimento operacional da fazenda por não ter que investir o tempo da equipe para realizar o TS, aumentos na produtividade de grãos de soja devido a qualidade do TSI e rentabilidade dos produtores agrícolas.

Nesse contexto para desenvolver tecnologias que serão utilizadas no TSI deve se levar
em consideração quais os principais desafios que estão sendo enfrentados pelas empresas que realizam o TSI e quais os principais benefícios que o produtor de soja espera
ao adquirir sementes de soja com TSI. Para as empresas que realizam o TSI o excesso
de volume de calda (muitos produtos), que implica diretamente no tempo de secagem
e fluidez das sementes, e a incompatibilidade entre produtos químicos, inoculantes, biológicos e micronutrientes, estão sendo os grandes desafios por afetar diretamente o rendimento operacional e qualidade final das sementes. Os produtores ao investirem em sementes de soja com TSI esperam alta qualidade no TS, segurança de que os insumos foram dosados de forma correta, segurança de que o TSI não comprometerá a germinação / vigor das sementes, compatibilidade com inoculantes aos que compram sementes tratadas inoculante longa vida e aumentos na produtividade de grãos de soja.

Portanto, com base em todos esses desafios que englobam o TSI de soja a ICL pesquisou
e desenvolveu a tecnologia Kelmax Dry com o objetivo de atender as demandas oriundas das empresas que realizam o TSI e os produtores de soja. Dessa forma, o objetivo desse trabalho foi abordar sobre os benefícios do Kelmax® Dry para o Tratamento de Sementes Industrial (TSI), Fixação Biológica de Nitrogênio (FBN), absorção e assimilação do N, desenvolvimento de parte aérea e raiz e produtividade de grãos de soja.

2 – Tratamento de sementes industrial para a cultura da soja

A produção brasileira de sementes de soja na safra 2020/21 foi de aproximadamente 3,6 milhões de toneladas, o que representa um aumento de 12% em comparação a produção nacional de sementes de soja na média das safras 2018/19 e 2019/20 (ABRASEM, 2022). Dessa quantidade de sementes produzidas no Brasil em torno de 90% receberam tratamento de sementes (SEED NEWS, 2022).

Os tratamentos de sementes de soja no Brasil são realizados com inseticidas, fungicidas, nematicidas, inoculantes, extratos de algas, micronutrientes, entre outros. Esse tratamento pode ser realizado diretamente na fazenda “Tratamento de Sementes On-Farm” ou em empresas especializadas que realizam o “Tratamento de Sementes Industrial – TSI”.

Atualmente a taxa de adoção do TSI para a cultura da soja no Brasil é de aproximadamente 30% (Dados internos, ICL). Essa taxa de adoção tende a aumentar nos próximos anos, pois os benefícios dessa tecnologia para a cultura da soja englobam: aumento na produtividade de grãos de soja (sementes utilizadas possuem alta qualidade), utilização de equipamentos de alta tecnologia (maior precisão na dosagem de cada insumo e qualidade de recobrimento), maior segurança aos agricultores e colaboradores (não ficam expostos ao tratamento de sementes na fazenda), maior rendimento operacional (sem a necessidade de realização do tratamento de sementes na fazenda), entre outros.

O processo de TSI utiliza máquinas de altas tecnologias que resultam em eficientes rendimentos operacionais. Entretanto, nos últimos anos os desafios para se manter e/ou aumentar a eficiência operacional no TSI tem sido um grande desafio, pois a quantidade de produtos utilizados aumentou. Esse aumento tem gerado problemas de incompatibilidade entre produtos (defensivos agrícolas × micronutrientes), problemas na fluidez e secagem das sementes devido aos altos volumes de caldas utilizados e, consequentemente, tem diminuído a eficiência operacional do TSI. Dessa forma, as empresas que realizam o TSI terão uma menor rentabilidade devido ao baixo rendimento operacional e o produtor de soja pode estar adquirindo sementes de soja com TSI que não possuem alto nível de qualidade, o que interfere diretamente na produtividade de grãos de soja e rentabilidade do produtor.

Diante do exposto, para atender essa demanda, a ICL através da equipe de P&D realizou pesquisas com o objetivo de desenvolver uma tecnologia que possui os benefícios
de mitigação de estresses abióticos na cultura da soja, fornecimento de micronutrientes essenciais para a Fixação Biológica de Nitrogênio (FBN), eliminando a ausência de problemas de incompatibilidade com defensivos agrícolas e produtos biológicos, através de uma formulação sólida, evitando problemas ocasionados pelo excesso de volume de calda.

Os protocolos realizados para as avaliações do TSI Bayer, Basf e Syngenta associados
ao Kelmax® Dry apresentaram uma maior fluidez e melhor secagem das sementes de soja do que os TSI Bayer, Basf e Syngenta associados ao TS Líquido (Figura 1 e Figura 2). Esses resultados são importantes, pois demonstram que o TSI Kelmax® Dry resulta em benefícios operacionais que aumentam a eficiência operacional do TSI.

Figura 1. Testes para avaliar a fluidez de sementes de soja em resposta ao Tratamento de Sementes Industrial Bayer, Basf e Syngenta associados a doses de Kelmax® Dry (1,0 e 1,5 kg-1) e TSI Líquido (1,6 ml kg-1). Os testes para avaliação da fluidez das sementes de soja foram realizados na Momesso no equipamento SeedFlow. Para isso, as sementes foram coletadas e pesadas em 10 períodos, no qual o tempo de abertura e fechamento do SeedFlow em cada período de coleta foram de 2 e 18 segundos, respectivamente.

Figura 2. Testes para avaliar a secagem de sementes de soja em resposta ao Tratamento de Sementes Industrial Bayer, Basf e Syngenta associados a doses de Kelmax® Dry (1,0 e 1,5 kg-1) e TSI Líquido (1,6 ml kg-1). Os testes para avaliação da secagem das sementes de soja foram realizados 15 segundos após os “Tratamentos de Sementes Industrial.

O teste de Dustoff foi realizado com o objetivo de quantificar a poeira potencialmente flutuante (PPF) nos TSI Bayer, Basf e Syngenta associados ao Kelmax® Dry (Figura 3). Esse teste é importante, pois o excesso de PPF emitido pelo TSI pode comprometer a segurança e a saúde dos colaboradores que trabalham nesse procedimento. De acordo com a Euroseeds (2022), a emissão de PPF pode ser de no máximo 0,5 g de PPF para cada 100 kg de sementes. Dessa forma, os resultados obtidos com o teste de Dustoff demonstraram que o TSI Kelmax® Dry pode ser utilizado com segurança nos pacotes Bayer, Basf e Syngenta, pois a emissão de PPF sempre esteve abaixo dos valores máximos permitidos (0,5 g 100 kg de sementes-1).

As avaliações de compatibilidade do Kelmax® Dry com Azospirilum brasiliense,Bradyrhizobium japonicum e Trichoderma harzianum foram realizadas e estão ilustradas na Figura 5. O Kelmax® Dry apresentou compatibilidade com Azospirilum brasiliense, Bradyrhizobium japonicum e Trichoderma harzianum, uma vez que não afetou o desenvolvimento desses microrganismos. Esses resultados são extremamente importantes, pois permitem a utilização do Kelmax® Dry com microrganismos responsáveis pela Fixação Biológica de Nitrogênio (FBN) ou simbiose associativa na cultura da soja.

O TSI Kelmax® Dry associado aos pacotes Bayer, Basf e Syngenta apresentaram excelente qualidade na redistribuição de ativos nas sementes e aparência visual (Figura 6).

Portanto, com base em todos os testes realizados e resultados obtidos, o TSI com Kelmax® Dry apresentou boa fluidez e secagem das sementes, emissão de PPF dentro da faixa permitida por legislação, compatibilidade com Azospirilum brasiliense, Bradyrhizobium japonicum e Trichoderma harzianum, compatibilidade com os pacotes Bayer, Basf e Syngenta e excelente qualidade no TSI.

Figura 3. Testes Dustoff para avaliar a quantidade de poeira potencialmente flutuante nos Tratamento de Sementes Industrial Bayer, Basf e Syngenta associados a doses de Kelmax® Dry (1,0 e 1,5 kg-1) e TSI Líquido (1,6 ml kg-1). Os testes para avaliação da secagem das sementes de soja foram realizados 15 segundos após os “Tratamentos de Sementes Industrial”.

Figura 4. Germinação de sementes de soja aos 0, 30, 60 e 90 dias após o Tratamento de Sementes Industrial Syngenta associado a doses de Kelmax® Dry (1,0 e 1,5 kg-1) e TSI Líquido (1,6 ml kg-1). Médias seguidas de letras iguais não diferem pelo Teste de Tukey a 10% de probabilidade. Dados retirados de protocolos de pesquisa conduzidos Innovation Center, Safra 2021/22.

Figura 5. Avaliação da compatibilidade do Kelmax® Dry com Azospirilum brasiliense, Bradyrhizobium japonicum e Trichoderma harzianum. A ausência de halo indica compatibilidade entre o Kelmax® Dry e microrganismos.

Figura 6. Tratamento de Sementes Industrial Bayer, Basf e Syngenta associados ao Kelmax® Dry em sementes de soja. Imagens retiradas de protocolos de pesquisa conduzidos Innovation Center, Safra 2021/22.

Figura 7. Representação esquemática do mesofilo foliar de uma planta eudicotiledônea (Adaptado de TAIZ; ZEIGER, MOLLER; MURPHY, 2017).

3 – Fisiologia da cultura da soja × condições climáticas adversas

A fotossíntese é definida literalmente como a “síntese utilizando a luz” e ocorre no interior dos cloroplastos de células de organismos fotossintetizantes, por meio do qual, o CO2 presente na atmosfera entra no mesófilo foliar das plantas através do poro estomático e é fixado organicamente por enzimas que realizam a fixação CO2. De maneira simplificada, para que ocorra o processo fotossintético é necessário que exista a disponibilidade de água, luz e CO2, conforme ilustrado na Figura 7 (TAIZ et al., 2017).

O processo fotossintético em plantas superiores pode ser dividido de acordo com os mecanismos de fixação do CO2, cuja classificação se divide entre plantas de Ciclo C3 (Ribulose-1,5-bifosfato-carboxilase/oxigenasse, Rubisco), Ciclo C4 (Fosfoenolpiruvato carboxilase, PEPCase + Rubisco) e CAM (PEPCase). A soja é uma planta de Ciclo C3, pois
o primeiro composto formado na sua fotossíntese é o 3-fosfoglicerato (açúcar), que possui
3 carbonos. Nessas plantas, a fixação do CO2 no Ciclo de Calvin Benson é realizada pela enzima Rubisco, que possui afinidade tanto pelo CO2 quanto pelo O2 (TAIZ et al., 2017).

A fotossíntese em plantas como a soja ocorre através de reações luminosas e de carboxilação. A incidência de luz nos tilacoides, induz a excitação da clorofila no sistema de transporte de elétrons (fotossistema II (PSII) + fotossistema I (PSI) e resulta na formação de ATP e NADPH. No estroma, o ATP e NADPH são utilizados pelo ciclo de Calvin-Benson, por reações enzimáticas que reduzem o CO2 atmosférico a carboidratos (trioses fosfato) (TAIZ et al., 2017). (Figura 8 e Figura 9).

A deficiência hídrica, as altas temperaturas, a luminosidade e o fotoperíodo influenciam diretamente no processo fotossintético e na produtividade de grãos de soja (SEDIYAMA et al., 2015). Dentre esses fatores climáticos, os impactos ocasionados pela deficiência hídrica na cultura da soja estão ocorrendo com frequência nas lavouras cultivadas no Brasil, o que resulta em danos ao processo fotossintético e, consequentemente, redução da produtividade de grãos de soja e rentabilidade do sojicultor.

As perdas na produtividade de grãos de soja “Yield Gap” em decorrência da deficiência hídrica foram estudas por Sentelhas et al. (2015) (Figura 10). De acordo com esses autores as perdas de produtividade de grãos de soja ocasionadas pela deficiência hídrica no Brasil se situam entre 8 e 43 sacos ha-1. Nos estados do Rio Grande do Sul, Paraná, São Paulo e Mato Grosso do Sul, onde a soja é cultivada entre as latitudes 20ºS e 35ºS, foram registradas as maiores perdas de produtividade pela deficiência hídrica (~43 sacos ha-1). Em contrapartida, nos estados de Minas Gerais, Goiás, Mato Grosso, Tocantins, Bahia, Piauí e Maranhão, onde a soja é cultivada entre as latitudes 0ºS e 19ºS, as reduções na produtividade de grãos
de soja devido a deficiência hídrica foram de aproximadamente 8 sacos ha-1. Nesse sentido, Catuchi et al. (2012) avaliaram atributos fisiológicos e biométricos na cultura da soja cultivada em ambientes com 40% e 100% de reposição hídrica. Nas condições desse estudo, observou-se que com 40% de reposição hídrica ocorreram reduções de 204% na condutância estomática, 121% na transpiração, 18% na concentração interna de CO2, 42% na velocidade máxima de carboxilação da Rubisco, 203% na assimilação máxima de CO2 e 88% na produção de matéria seca total (raiz + parte aérea) (Figura 11).

Figura 11. Atributos fisiológicos e biométrico da cultura da soja cultivada em ambiente com 40% e 100% de reposição de hídrica. Gs, condutância estomática; E, transpiração; Ci, concentração interna de CO2; Vcmáx, taxa máxima de carboxilação da Rubisco; Amáx, assimilação máxima de CO2. Médias seguidas de letras iguais não diferem pelo Teste de Tukey a 5% de probabilidade (Adaptado de CATUCHI et al., 2012).

A severidade no qual o processo fotossintético e a produtividade de grãos de soja são afetados pela deficiência hídrica vai depender de vários fatores, dentro dos quais podemos citar a duração do período com restrição hídrica e os estádios de desenvolvimento em que esse período ocorre. A exigência total de água pela cultura da soja para obtenção do máximo rendimento de grãos varia entre 450-800 mm/ciclo, e pode variar de acordo com as condições climáticas, duração do ciclo e manejos. Em Londrina – PR, foram conduzidos durante 15 safras trabalhos avaliando a produtividade de grãos de cultivares de soja cultivada em diferentes condições de disponibilidade hídrica. Nesse trabalho verificou-se que as maiores produtividades de grãos de soja foram obtidas com 650-700 mm de água, quando bem distribuídos durante o ciclo de desenvolvimento da soja (SEIXAS et al., 2020).

Além da precipitação pluvial registrada durante o ciclo da soja, é necessário que a distribuição seja uniforme durante todo ciclo da soja, permitindo atender a demanda hídrica de cada estádio de desenvolvimento. Na Figura 12 estão descritas as exigências hídricas da cultura da soja em cada estádio de desenvolvimento. De acordo com a Seixas et al. (2020),
a adequada disponibilidade hídrica para a cultura da soja é fundamental durante todo o ciclo da cultura e principalmente entre os estádios de germinação-emergência e florescimento-enchimento de grãos.

Figura 12. Exigência hídrica diária da cultura da soja entre os estádios de desenvolvimento VE-V3, V4-R1 e R1-R7.3 (Adaptado de BERLATO et al., 1986; CURTO et al., 2019). Para o cálculo da exigência hídrica entre os estádios de desenvolvimento foram utilizados dados do ciclo de cultivares de soja cultivadas no Innovation Center (Iracemápolis / SP).

A produtividade de grãos de soja é definida em função dos componentes de produção, como a população de plantas, número de vagens por planta, número de grãos por vagem e peso e 1000 grãos. Esses componentes são definidos em estádios de desenvolvimento específicos da cultura da soja (Tabela 1). Dessa forma, estresses abióticos, como a falta de água e altas temperaturas, acontecendo entre a germinação e emergência afetarão o estabelecimento da lavoura e a população de plantas. Quando esses estresses ocorrerem entre V2-R2, afetarão principalmente o número de vagens por planta, entre R3-R4 afetarão o número de grãos por vagem. Por fim, os estresses ocorrendo entre R5-R6 afetarão o peso de grãos.

Tabela 1. Estádios de desenvolvimento, formação dos componentes de produção e perdas na produtividade de grãos de soja ocasionadas por reduções dos componentes de produção.

Estádios de desenvolvimento(1)	Componentes de produção definidos	Perda dos comp. de produção	Estimativa de perdas na produtividade de grãos (sc ha-1)(2)
VE-VC	População de plantas	1 planta por metro	-7,6
V1-R2	Nº vagens por planta	1 vagem por planta	-1,8
R3-R4	Nº grãos por vagem	0,1 grão por vagem	-4,4
R5-R6	Peso dos grãos	10 g por 100 grãos	-5,5

(1) Estádios de desenvolvimento: VE, Emergência; VC, Cotilédone; V2, Segundo nó; R3 e R4, Início e Plena Formação das Vagens, respectivamente; R5 e R6, Início e Pleno Enchimento de Grãos, respectivamente. Estádios fenológicos retirados de Fehr & Caviness (1977) e POTAFOS.

(2) Para realização desses cálculos foi considerada a produtividade de grãos de soja de 100 sacos ha-1
e os valores dos componentes de produção para obtenção dessa produtividade foram: 288.888 plantas ha-1, 52,5 vagens planta-1, 2,2 grãos vagem-1 e peso de 100 grãos de 180 g.

Diante do exposto, fica evidente o quanto os impactos ocasionados pelos estresses abióticos, principalmente a deficiência hídrica, afetam a fotossíntese, os componentes de produção e a produtividade de grãos de soja. Dessa forma, manejos que tenham como principal objetivo mitigar os impactos dos estresses abióticos sobre a fisiologia e produtividade de grãos
da cultura da soja precisam ser realizados.

Dentre esses manejos, o tratamento de sementes de soja com Kelmax® Dry pode promover maior desenvolvimento do sistema radicular (Figura 13 e Figura 14), aumentar a tolerância da soja aos estresses ocasionados pela deficiência hídrica e altas temperaturas, favorecer o rápido estabelecimento da soja promovendo maior desenvolvimento de parte aérea,
o que resulta no rápido fechamento das entre linhas, menor competição com plantas daninhas e, por conseguinte, aumentos na produtividade de grãos de soja (Figura 15).

Figura 13. Acúmulo de matéria seca (MS) na raiz e na parte aérea de cultivares de soja em resposta ao tratamento de sementes industrial com Kelmax® Dry. Sem Kelmax® Dry (Barra Cinza), Kelmax® Dry 1,0 g kg-1 (Barra Azul Claro) e Kelmax® Dry 1,5 g kg-1 (Barra Azul Escuro). Médias seguidas de letras iguais não diferem pelo Teste de Tukey a 5% de probabilidade. Dados retirados de protocolos de pesquisa conduzidos Innovation Center, Safra 2021/22.

 

 

Figura 14. Desenvolvimento da parte aérea e do sistema radicular da cultura da soja em resposta a doses do Tratamento de Sementes Industrial com Kelmax® Dry (0, 1,0 e 1,5 g kg-1). Dados retirados de protocolos de pesquisa conduzidos Innovation Center, Safra 2021/22.

Figura 15. Produtividade de grãos de cultivares de soja em resposta ao tratamento de sementes industrial com Kelmax® Dry.
Sem Kelmax® Dry (Barra Cinza), Kelmax® Dry 1,0 g kg-1 (Barra Azul Claro) e Kelmax® Dry 1,5 g kg-1 (Barra Azul Escuro). Médias seguidas de letras iguais não diferem pelo Teste de Tukey a 5% de probabilidade. Dados retirados de protocolos de pesquisa conduzidos Innovation Center, Safra 2021/22.

Na Figura 15, foi possível observar que o tratamento de sementes de soja com Kelmax® Dry nas doses de 1,0 e 1,5 g kg-1 aumentou a produtividade de grãos das cultivares de soja NS5909 e Brasmax Zeus em 4,6 e 2,0%, respectivamente, quando comparadas ao tratamento sem Kelmax® Dry. Entre a emergência e a colheita dessas cultivares de soja foram registradas altas temperaturas e períodos de restrição hídrica (Figura 16). Em meados de fevereiro houve um período de aproximadamente 20 dias em que as cultivares de soja passaram por um período de estresse ocasionado por altas temperaturas e restrição hídrica. Nesse período, as cultivares de soja se encontravam no estádio de formação de vagens, cujo a exigência hídrica é de aproximadamente 7 mm dia-1. Portanto, a maior produtividade de grãos de cultivares de soja obtida com Kelmax® Dry pode ter ocorrido devido ao maior desenvolvimento do sistema radicular, que é fundamental para maior absorção de água, manutenção da temperatura foliar, absorção de nutrientes, mitigação de estresses abióticos (acúmulo de solutos compatíveis) e, consequentemente, aumentar a produtividade de grãos.

 

Figura 16. Precipitação pluvial (barra azul), temperatura máxima (linha vermelha) e temperatura mínima (linha verde) registradas entre a emergência e a colheita da cultura da soja. Dados retirados de protocolos de pesquisa e estação meteorológica do Innovation Center, Safra 2021/22.

4 – Fixação biológica de nitrogênio na cultura da soja

O N é o elemento mais exigido pela cultura da soja, uma vez que para cada tonelada de grãos de soja produzidos são extraídos e exportados 83,3 e 58,8 kg de N ha-1, respectivamente (BENDER et al., 2015) (Tabela 2).

A dinâmica N no sistema-solo-planta é complexa e envolve vários processos que podem interferir no fornecimento de N para a cultura da soja. Dentre esses processos se situam a mineralização da M.O. do solo (transformação do N na forma orgânica para inorgânica), nitrificação (transformação do N-NH4+, NO2- e NO3-), desnitrificação (transformação N-NO3-
em N2O e N2) (CANTARELLA, 2007). Ambos esses processos estão ilustrados na (Figura 17).

Tabela 2. Extração e exportação de nutrientes por 3 cultivares de soja cultivadas durante 2 anos agrícolas.

Exigências 1	N	P2O5	K2O	Ca	Mg	S-SO4	Cu	Fe	Mn	Zn	B
			kg ha-1 t grãos-1
Extração	83,3	14,6	57,9	35,4	15,0	16,7	18,6	255,0	109,4	84,2	98,0
Exportação	58,8	11,4	22,8	2,9	2,6	9,7	11,4	71,9	26,9	40,9	32,5
Exp. Relativa	71%	78%	39%	8%	18%	58%	61%	28%	25%	49%	33%

(1) Dados retirados de Bender et al. (2015).

Figura 17. Dinâmica simplificada do nitrogênio no solo. Adaptado de Cantarella (2007). Em azul claro estão descritas as formas de N em que a soja pode absorver através do sistema radicular (nitrato e amônio) e através dos nódulos presentes no sistema radicular (N-Atmosférico).

O fornecimento de N para a cultura da soja pode ser realizado pela mineralização da M.O. do solo, decomposição da palhada remanescente sobre a superfície do solo, adubação de semeadura, adubação de cobertura (prática pouco adotada) e principalmente através da Fixação Biológica de Nitrogênio (FBN).

A mineralização da palhada remanescente sobre a superfície do solo para transformação do N-orgânico para N-inorgânico é dependente de fatores como a umidade, aeração do solo, pH do solo, microrganismos decompositores e principalmente pela relação carbono/nitrogênio (C/N) da palhada. A condição de equilíbrio no qual a mineralização é igual a imobilização
(N na forma orgânica e não disponível para as plantas), ocorre quando a relação C/N da palhada se situa entre 20 e 30/1, o que por sua vez não afeta a disponibilidade do N inorgânico as plantas. As culturas leguminosas como crotalária e ervilhaca se caracterizam pela capacidade de fixar o N2 e pela baixa relação C/N, o que confere uma rápida mineralização do N presente em seus resíduos culturais, com expressivo aporte de N ao sistema solo-planta. As gramíneas como aveia e milheto, apresentam uma palhada com elevada relação C/N, que propicia ao solo uma cobertura mais duradoura, porém, resulta na maioria dos casos em imobilização microbiana de N, diminuindo a quantidade de N inorgânico no solo (CANTARELLA, 2007).

Amaral et al. (2016) estudaram a relação C/N da palhada remanescente de milho (Zea mayz), braquiária (Urochloa ruziziensis) e braquiária consorciada com milho. Esses autores relataram que as relações C/N desses materiais foram de 75/1, 35/1 e 25/1, respectivamente. Portanto, em sistemas de produção com a soja sendo cultivada após Urochloa ruziziensis e / ou palhadas com baixa relação C/N a disponibilidade de N-inorgânico para a soja pode ser maior do que quando a soja é cultivada após milho, o que por sua vez, pode resultar em incrementos na produtividade de grãos de soja. Nesse sentido, Moretti et al. (2018) observaram incrementos de 13 e 18% na produtividade de grãos de soja cultivada após Urochloa ruziziensis e Crotalaria spectabilis, respectivamente, quando comparado ao cultivo da soja após milho.

O fornecimento de N para a soja via adubação de semeadura normalmente é realizado quando se utiliza fertilizantes fosfatados que possuem em sua composição o N, como o MAP (~11% de N e 50-60% de P2O5) e DAP (~17% de N e 47% de P2O5). Silva et al. (2011) avaliaram a produtividade de grãos de soja em resposta doses de N aplicadas na adubação
de semeadura (0, 10,20 e 40 kg de N ha-1) e não observaram incrementos significativos na produtividade de grãos de soja.

A adubação nitrogenada de cobertura na cultura da soja é um manejo pouco adotado, pois os investimentos são extremamente altos quando comparados aos realizados no processo de FBN. Nos Estados Unidos, entre 1996 e 2016, foram conduzidos trabalhos de pesquisa em 16 estados e em 105 locais para avaliar a produtividade de grãos de soja em reposta
a doses de N (MOURTZINIS et al., 2018). Esse trabalho demonstrou baixos incrementos na produtividade de grãos em função da aplicação de N via adubação, o que inviabiliza a sua utilização devido aos altos investimentos quando comparados aos baixos investimentos e sustentabilidade da FBN.

A FBN é um processo realizado pela interação simbiótica entre as bactérias, que através dos nódulos desenvolvidos no sistema radicular de plantas leguminosas capturam o N2 e o transforma em formas de N assimiláveis pelas plantas, e em contrapartida as plantas através da fotossíntese fornecem carboidratos e energia para que os nódulos possam se desenvolver.

A utilização da FBN na cultura da soja gera uma economia de US$ 15 bilhões por ano devido a não necessidade de compra de fertilizantes nitrogenados para produção de grãos de soja (HUNGRIA & MENDES,2015; HUNGRIA & NOGUEIRA,2019). Além disso, a FBN é um manejo sustentável, pois diminui as emissões de gases de efeito estufa e o risco de contaminação
da superfície e águas subterrâneas com N-NO3- (HUNGRIA & MENDES, 2015; SÁ et al., 2017). De acordo com SANTOS et al. (2019), o mercado de inoculantes no Brasil foi estimado em 70 milhões de doses em 2019, das quais mais de 90% foram comercializadas para a cultura da soja, além de cerca de 50 milhões de doses comercializadas em outros países da América do Sul.

Na cultura da soja, o processo de FBN é realizado por Bradyrhizobium spp. (HUNGRIA et al., 2005), que fornecem entre 72 e 94% do N acumulado pelas plantas de soja (CÂMARA, 2014). O processo para FBN se inicia com a germinação das sementes de soja, que ao desenvolver seu sistema radicular exsudam moléculas que atraem e estimulam o crescimento do Bradyrhizobium spp., além de desencadear a expressão de diversos genes para a bactéria e planta hospedeira. Posteriormente, o processo de captura do N2 se inicia através da atividade da enzima nitrogenase, que possui a capacidade de romper a tripla ligação do N2 o reduzindo para NH3. Nessa etapa o Mo e Co possuem funções essenciais para o processo de FBN, pois o Mo é constituinte da enzima nitrogenase (transformação do N2 em NH3) e o Co componente da cobalamina B12, que é precursora da leghemoglobina (responsável pela oxigenação dos nódulos) (Marschner, 2012). Após a transformação do N2 em NH3, a NH3 precisa ser transformada em NH4+, e nesse processo a hidrogenase que é composta por Ni é fundamental para o aproveitamento de H+. Por fim, o NH4+ é reduzido pelas enzimas glutamina sintetase e da glutamato sintase (ambas dependentes de S) em formas orgânicas de N, como ureídeos, para que sejam transportados via xilema para a parte aérea e formar proteínas e aminoácidos. Durante o catabolismo dos ureídeos pode ocorrer acúmulo excessivo de ureia nas folhas e resultar em sintomas de fitotoxidez (Figura 18), que são prejudiciais ao desenvolvimento da soja. A urease, que é uma metaloenzima constituída por Ni, catalisa a hidrólise da ureia para formar NH3 e CO2, não resultando em sintomas de fitotoxidez por excesso de ureia (Dixon et al., 1975; Câmara, 2014). Todo o processo de FBN na cultura da soja está ilustrado de forma simplificada na Figura 19.

Para que todo o processo de FBN na cultura da soja ocorra de forma eficiente são necessários cuidados com a inoculação e manejos que envolvem o processo de FBN. Nesse contexto, é fundamental que se utilize inoculantes de alta qualidade e que possuem em sua composição as bactérias Bradyrhizobium japonicum (SEMIA 5079 e SEMIA 5080) e Bradyrhizobium elkani (SEMIA 587 e SEMIA 5019) (MENDES et al., 2014), cujo a unidade formadora de colônias (UFC) deve ser de no mínimo 1,0 x 109 células bacterianas viáveis por g ou ml de inoculante, respeitando o prazo de validade de cada produto. Além disso, deve-se ter muita atenção na definição das doses de inoculantes a serem recomendadas, pois as doses de inoculantes para o tratamento de sementes de soja pode variar em função do histórico da área, modalidade do tratamento de sementes e forma de aplicação do inoculante (CÂMARA, 2014).

Além da compatibilidade com microorganismos (Figura 5) é extremante importante que os produtos desenvolvidos para o TSI possuam análises sobre os seus benefícios para nodulação, absorção de N e assimilação do N pelas plantas de soja. Dessa forma realizamos protocolos de pesquisa em campo e casa de vegetação para avaliação desses parâmetros e observarmos que o Kelmax® Dry aumentou em 18% a massa de nódulos e em 43% o acúmulo de N na parte aérea da soja quando comparado ao tratamento de sementes sem Kelmax® Dry. Esses aumentos na massa de nódulos e no acúmulo de N na parte aérea da soja podem ser atribuídos aos incrementos nos acúmulos de Mo, Co e Ni na parte aérea da soja promovidos pelo TSI Kelmax® Dry, pois de acordo com Marschener (2012) e Câmara (2014), o Co, Mo e Ni possuem funções vitais para o processo de FBN na cultura da soja.

 

Figura 18. Plantas de soja cultivadas a partir de sementes com baixo, médio e alto teor de níquel, submetidas a pulverização foliar com ureia e cultivada em solução nutritiva (0 e 0,2 µM de Ni). Fotos retiradas aos 29 dias. Adaptado de Kutman e Cakmak (2012).

Figura 19. Processo simplificado da “Fixação Biológica de Nitrogênio” na cultura da soja. Em azul escuro estão descritas as etapas do processo de FBN que ocorrem no sistema radicular e em azul claro os processos que ocorrem na parte aérea da cultura da soja.

Ainda sobre o acúmulo de N, foi possível observar que as plantas de soja que receberam o tratamento de sementes com Kelmax® Dry apresentaram maior teor de N-NH4+ do que o tratamento de sementes sem Kelmax® Dry. Esses resultados demonstram que a assimilação do N nas plantas que receberam o TSI Kelmax® Dry está sendo mais eficiente, principalmente na etapa em que os ureídeos são transformados em N-NH4+ (dependente da urease e Ni), para posterior formação de aminoácidos e proteínas (Figura 20).

Portanto, os resultados obtidos com Kelmax® Dry demonstram compatibilidade com produtos biológicos, incrementos no acúmulo de MS do sistema radicular, acúmulo de MS e N na parte aérea, massa de nódulos, acúmulo de Co, Mo e Ni na parte aérea, assimilação de N e produtividade de grãos.

Figura 20. Massa de nódulos, acúmulo de nitrogênio, teor de amônio (N-NH4+), e acúmulo de molibdênio, cobalto e níquel na parte aéreade cultivares de soja, no estádio V4, em reposta ao tratamento de sementes industrial com Kelmax® Dry. Sem Kelmax® Dry (Barra Cinza), Kelmax® Dry 1,0 g kg-1 (Barra Azul Claro) e Kelmax® Dry 1,5 g kg-1 (Barra Azul Escuro). Médias seguidas de letras iguais não diferem pelo Teste de Tukey a 5% de probabilidade. Dados retirados de protocolos de pesquisa conduzidos Innovation Center, Safra 2021/22.

 

Figura 21. Massa de nódulos de plantas de soja, no estádio V4, em resposta ao Tratamento de Sementes Industrial com Kelmax® Dry × Sem Kelmax® Dry e CoMo. Dados retirados de protocolos de pesquisa conduzidos Innovation Center, Safra 2021/22.

 

5 – Recomendações agronômicas do Kelmax® Dry para a cultura da soja

O Kelmax® Dry foi desenvolvido através de um processo criterioso de Pesquisa & Desenvolvimento, cujo protocolos de pesquisa se iniciaram em 2019. Desde então, pesquisas foram conduzidas com o objetivo de avaliar a qualidade das matérias primas utilizadas, fontes, formulações, testes de compatibilidade, testes operacionais em grandes sementeiras que realizam o TSI. Além disso, foram conduzidos trabalhos de pesquisa em campo/casa de vegetação para definição dos posicionamentos agronômicos do Kelmax® Dry no TSI da cultura da soja.

Nos trabalhos de pesquisa de campo foram avaliadas as doses do Kelmax® Dry em diferentes cultivares de soja, ambientes de produção com e sem irrigação, durante três anos agrícolas. Todos os trabalhos de pesquisa foram conduzidos com alto controle de qualidade sendo que a média do coeficiente de variação desses protocolos de pesquisa foi de 5,8%.

Dessa forma, com base nos resultados obtidos, o Kelmax® Dry é recomendado para o TSI de soja nas doses entre 1,0-1,5 g kg de semente-1. O Kelmax® Dry possui formulação em pó, com o objetivo de proporcionar maior facilidade operacional e diminuição do volume de calda no TSI de soja, sendo aplicado ao final do processo (antes da adição do pó secante), por meio
do compartimento dosador de pó disponível nas máquinas de TSI.

 

6 – Considerações finais

A utilização de sementes de soja com Tratamento de Sementes Industrial (TSI) está aumentando no Brasil devido a melhor qualidade do tratamento de sementes, segurança dos colaboradores e agricultores, aumentos na produtividade de grãos de soja devido a melhor qualidade no tratamento das sementes e, consequentemente, maior rentabilidade dos sojicultores.

Dessa forma, a ICL através de Pesquisa & Desenvolvimento desenvolveu o Kelmax® Dry, uma tecnologia com formulação em pó “Dry”, para utilização exclusiva no TSI de soja. Os resultados de pesquisa obtidos com o TSI Kelmax® Dry apresentaram excelentes benefícios as empresas que realizam o TSI e aos produtores que irão adquirir as sementes com TSI.

Para as empresas que realizam o TSI os benefícios do Kelmax® Dry foram observados através da redução do tempo de secagem das sementes, aumentos na fluidez das sementes, compatibilidade com Azospirilum brasiliense, Bradyrhizobium japonicum e Trichoderma harzianum, compatibilidade com defensivos produtos utilizados no TSI, excelente qualidade
de recobrimento das sementes com os pacotes Bayer, Basf e Syngenta utilizados no TSI.

Todos esses benefícios conferem as empresas que realizam o TSI aumentos na eficiência de rendimento operacional.
Para os produtores que adquirirem sementes com TSI Kelmax® Dry os principais benefícios estão associados a aumentos no acúmulo de MS da raiz (+40,2%), no acúmulo de MS (+41,6%), N (+43,5%), Mo (+96,1%), Co (+120,0%), e Ni (+85,0%) na parte aérea, na nodulação (+17,6%), nitrogênio na forma de N-NH4+ (+18%) e na produtividade de grãos (+2,8%). Todos esses benefícios promovem aos sojicultores maiores rentabilidades no cultivo de soja.

7 – Agradecimentos

Agradecemos o apoio e dedicação de toda a Equipe de P&D (em especial as pessoas que trabalham, no Innovation Center), Equipe de Marketing & Inovação, Equipe de Suprimentos, Equipe das Fábrica, Equipe de EHS e Departamento Jurídico.